• [工作积累] UE4 并行渲染的同步


    UE4 的渲染分为两个模式1.编辑器是同步绘制的 2.游戏里是FParallelCommandListSet并行派发的。

    mesh渲染也分两类,static mesh 使用TStaticMeshDrawList 来绘制, skinned mesh是用DrawingPolicyFactory::DrawDynamicMesh来画。这两类绘制不管是异步还是同步都会调用。具体可以参考DepthRendering.cpp

    实际上,有在DX12/Vulkan/Metal 这些支持paralle commit的API上才会真正并行派发,否则GRHIThread为nullptr,还是在最后某个时刻把所有Task阻塞式提交的,Task的执行顺序不确定,但不是并发的。

    一般来说每个DrawList的DrawVisibleParallel会自己创建一个Task, DrawDynamicMesh都是自己创建的Task。这些task按不确定的顺序执行,因为有pre depth或者depth buffer,所以乱序绘制没有问题,只有半透明物体需需要按顺序绘制,所以只有一个DrawList,对应一个Task。Task内部的绘制都是按先后顺序的。

    工作中遇到的问题:

    目前自定义的部分流程是

    1.draw objects A (parallel)

    2.copy scene color (immediate)

    3.draw objects B (parallel)

    其中第二部必须在第一步结束之后才能开始。因为使用了FParallelCommandListSet, 并仿照DeferredShadingRenderer.cpp 里, 在向CommandList里添加调用以后,使用了ServiceLocalQueue() 来同步。

    代码:

     1 class FCustomPassDynamicDataThreadTask : public FRenderTask {...};
     2 class FCustomParallelCommandListSet : public FParallelCommandListSet {...};
     3 
     4 ...
     5 //Step 1
     6 FCustomParallelCommandListSet ParallelSet(View, RHICmdList, true, CVarRHICmdFlushRenderThreadTasks.GetValueOnRenderThread() == 0);
     7 //Render Static Mesh
     8 Scene->CustomDrawList.DrawVisibleParallel(ParallelSet.View.StaticMeshVisibilityMap, ParallelSet.View.StaticMeshBatchVisibility, ParallelSet);
     9 
    10 // Render dynamic mesh
    11 FRHICommandList* CmdList = ParallelSet.NewParallelCommandList();
    12 FGraphEventRef AnyThreadCompletionEvent = TGraphTask<FCustomPassDynamicDataThreadTask>::CreateTask(ParallelSet.GetPrereqs(), ENamedThreads::RenderThread)
    13     .ConstructAndDispatchWhenReady(*this, *CmdList, View, ParallelSet.DrawRenderState);
    14 ParallelSet.AddParallelCommandList(CmdList, AnyThreadCompletionEvent);
    15 
    16 ServiceLocalQueue();
    17 
    18 //Step 2
    19 RHICmdList.CopyToResolveTarget(...); // or CopySubTextureRegion 
    20 ...

    发现并不能同步结果, 第二步复制的SceneColor里并没有第一步绘制的物体。

    仔细查看代码,发现FParallelCommandListSet的dispatch都是在析构函数里执行的,比如DepthRendering.cpp 绘制depth pre pass: 而我的FCustomParallelCommandListSet也是(部分)抄他的(他注释里说了不要无脑复制粘贴),类似。

    DepthRendering.cpp:

     1 class FPrePassParallelCommandListSet : public FParallelCommandListSet
     2 {
     3 public:
     4     FPrePassParallelCommandListSet(const FViewInfo& InView, FRHICommandListImmediate& InParentCmdList, bool bInParallelExecute, bool bInCreateSceneContext)
     5         : FParallelCommandListSet(GET_STATID(STAT_CLP_Prepass), InView, InParentCmdList, bInParallelExecute, bInCreateSceneContext)
     6     {
     7         // Do not copy-paste. this is a very unusual FParallelCommandListSet because it is a prepass and we want to do some work after starting some tasks
     8     }
     9 
    10     virtual ~FPrePassParallelCommandListSet()
    11     {
    12         // Do not copy-paste. this is a very unusual FParallelCommandListSet because it is a prepass and we want to do some work after starting some tasks
    13         SetStateOnCommandList(ParentCmdList);
    14         Dispatch(true);
    15     }
    16 
    17     virtual void SetStateOnCommandList(FRHICommandList& CmdList) override
    18     {
    19         FParallelCommandListSet::SetStateOnCommandList(CmdList);
    20         FSceneRenderTargets::Get(CmdList).BeginRenderingPrePass(CmdList, false);
    21         SetupPrePassView(CmdList, View, DrawRenderState);
    22     }
    23 };

    也就是说,需要FCustomParallelCommandListSet()析构以后,同步才有用,否则的话,还没有任务dispatch,sync什么。于是代码修改如下:

     1 class FCustomPassDynamicDataThreadTask : public FRenderTask {...};
     2 class FCustomParallelCommandListSet : public FParallelCommandListSet {...};
     3 
     4 ...
     5 //Step 1
     6 //Note: the local scope is necessary because FCustomParallelCommandListSet dispatches in dector.
     7 {
     8     FCustomParallelCommandListSet ParallelSet(View, RHICmdList, true, CVarRHICmdFlushRenderThreadTasks.GetValueOnRenderThread() == 0);
     9     //Render Static Mesh
    10     Scene->CustomDrawList.DrawVisibleParallel(ParallelSet.View.StaticMeshVisibilityMap, ParallelSet.View.StaticMeshBatchVisibility, ParallelSet);
    11 
    12     // Render dynamic mesh
    13     FRHICommandList* CmdList = ParallelSet.NewParallelCommandList();
    14     FGraphEventRef AnyThreadCompletionEvent = TGraphTask<FCustomPassDynamicDataThreadTask>::CreateTask(ParallelSet.GetPrereqs(), ENamedThreads::RenderThread)
    15         .ConstructAndDispatchWhenReady(*this, *CmdList, View, ParallelSet.DrawRenderState);
    16     ParallelSet.AddParallelCommandList(CmdList, AnyThreadCompletionEvent);
    17 }
    18 
    19 ServiceLocalQueue();
    20 RHICmdList.ImmediateFlush(EImmediateFlushType::DispatchToRHIThread);
    21 
    22 //Step 2
    23 RHICmdList.CopyToResolveTarget(...); //or CopySubTextureRegion 
    24 ...

     是的,就是加了个花括号,问题就解决了一半。

    另外,第二部Copy SceneColor的时候,可能在其他一个线程的Command还没完全派发到GPU,如果不同步的话,复制出来的SceneColor copy,在采样时会闪烁。

    然而使用了ServiceLocalQueue()以后,结果仍然不正确。这样以来ServiceLocalQueue()的意义感觉不明 - 并不是在等待task执行结束。但可以确定的是DrawVisibleParallel/DrawDynamicMesh使用的异步模式,而传入的RHICmdList是FRHICommandListImmediate,也就是立即执行的,两种方式肯定需要同步。

    既然ServiceLocalQueue()和预想的等待或者同步不同,所以尝试在ServiceLocalQueue()后面加上

    RHICmdList.ImmediateFlush(EImmediateFlushType::DispatchToRHIThread);

    结果才正确。

    还有一个方式就是把一系列DrawVisibleParallel/DrawDynamic和CopyResovleTarget放在一个Task里,因为Task的内部执行是按顺序的,不需要同步,但是只有一个Task,在支持并行发射Command的GPU下就没有并发了。而且每个DrawVisibleParallel会创建一个Task,需要把这些所有操作合并到一个task里,具体没有试过。

    如果把CopyResolveTarget放到另外一个Task,使用异步模式,结果也是不对的。虽然这些Task在非DX12/Vulkan/Metal下是非并发的,按顺序的,但是执行顺序是不确定的。

    至于并发+同步开销大还是单一task效率更高,依赖于draw call的数量,具体需要profiling。

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