Render graphs: declare dependências e controle o tempo de vida dos recursos

Descreva o frame como fluxo de dados

Um renderizador fica difícil de modificar quando a propriedade dos recursos é implícita. Um pass de pós-processamento pode ler uma imagem que outra funcionalidade sobrescreve sem aviso, ou manter uma textura temporária viva durante o frame inteiro. Comece descrevendo as entradas, as saídas e os efeitos externamente visíveis de cada pass. Esse contrato permite revisar as dependências de uma nova funcionalidade antes de os comandos serem executados.

Separe a declaração da execução

Um render graph registra os passes e o uso dos recursos e, a partir disso, deriva um plano de execução. O RDG da Unreal pode eliminar trabalho não utilizado, gerenciar recursos transitórios e agendar a sincronização. Ele distingue os recursos cujo tempo de vida permanece dentro do grafo dos recursos externos, que sobrevivem fora dele. [1] Declarar uma leitura ou escrita é uma obrigação de correção: um acesso não declarado dá ao planejador uma visão incompleta do frame.

Um exemplo prático de aliasing

Considere quatro passes em ordem. O primeiro escreve uma máscara temporária de 8 MiB; o segundo consome o conteúdo final dela. Só depois disso o terceiro cria um intermediário de blur de 16 MiB, consumido pelo quarto. Se os requisitos de memória forem compatíveis e a execução impedir o uso sobreposto, os dois recursos temporários podem compartilhar uma região idealizada de 16 MiB, em vez de ocupar regiões separadas que somam 24 MiB.

Essa conta não inclui o overhead de alocação nem os demais recursos do frame. Se o quarto pass também ler a máscara original, os tempos de vida se sobrepõem e a reutilização proposta é inválida. A ordem de gravação de comandos na CPU, por si só, não prova que os acessos da GPU terminaram. Inspecione a linha do tempo real dos recursos e as dependências.

Valide o contrato de recursos

Nomeie os recursos de acordo com sua finalidade. Declare com precisão leituras, escritas e subrecursos relevantes, e defina se uma imagem recém-alocada deve ser limpa ou totalmente sobrescrita. Mantenha o histórico temporal e outros dados persistentes sob propriedade externa explícita.

Use a visualização do grafo e a validação da API enquanto ativa os efeitos um de cada vez. O guia de sincronização do Vulkan descreve as pipeline barriers como controles sobre quais estágios precisam esperar por estágios anteriores. [2] Em última instância, o grafo deve produzir a sincronização adequada à API subjacente. Ao diagnosticar corrupção, compare a saída com o aliasing ou o agendamento assíncrono desativados; trate essa comparação como evidência, não como correção definitiva.

Meça o compromisso do agendamento

O compute assíncrono pode sobrepor trabalhos independentes, mas passes concorrentes podem disputar capacidade de execução ou largura de banda de memória. A sobreposição dos tempos de vida também pode reduzir as oportunidades de reutilizar memória. Compare a duração na GPU, o pico de alocação transitória e o custo de gravação na CPU na carga de trabalho alvo.

Guarde os históricos de recursos de um frame normal, de uma mudança de resolução e de uma transição com efeito desativado. Um grafo que renderiza corretamente uma captura de tela ainda pode conter uma leitura não inicializada ou uma extensão indevida de tempo de vida em outro caminho. Só otimize depois que esses caminhos tiverem uma política clara de propriedade e inicialização.

Fontes

[1] Render Dependency Graph — Epic Games.

[2] Vulkan synchronization guide — Khronos Group.