Графы рендеринга: зависимости и время жизни ресурсов

Опишите кадр как поток данных

Рендерер трудно изменять, когда владение ресурсами неявно. Проход постобработки может читать изображение, которое неожиданно перезаписывает другая функция, или сохранять временную текстуру на весь кадр. Сначала опишите входы, выходы и внешне наблюдаемые эффекты каждого прохода. Такой контракт позволяет проверить зависимости новой функции ещё до исполнения команд.

Разделите объявление и исполнение

Граф рендеринга записывает проходы и использование ресурсов, затем строит план исполнения. RDG в Unreal умеет исключать неиспользуемую работу, управлять временными ресурсами и планировать синхронизацию. Он различает ресурсы, живущие только внутри графа, и внешние ресурсы, сохраняющиеся за его пределами. [1] Объявление чтения и записи необходимо для корректности: необъявленный доступ даёт планировщику неполное описание кадра.

Рассчитайте пример совместной памяти

Рассмотрим четыре упорядоченных прохода. Первый записывает временную маску размером 8 MiB; второй использует её содержимое в последний раз. Лишь после этого третий создаёт промежуточный результат размытия размером 16 MiB, используемый четвёртым. При совместимых требованиях к памяти и отсутствии одновременного использования оба временных ресурса могут занимать один идеализированный участок 16 MiB вместо отдельных участков общим размером 24 MiB.

Расчёт не учитывает накладные расходы выделения и все остальные ресурсы кадра. Если четвёртый проход также читает исходную маску, времена жизни пересекаются и такая повторная эксплуатация памяти недопустима. Порядок записи команд на CPU сам по себе не доказывает завершение обращений GPU. Изучите фактическую временную шкалу ресурсов и зависимости.

Проверьте контракт ресурсов

Называйте ресурсы по назначению. Точно объявляйте чтения, записи и нужные подресурсы; определяйте, нужно ли очищать новое изображение или полностью перезаписывать его. Историю предыдущих кадров и другие постоянные данные оставляйте под явным внешним владением.

Используйте визуализацию графа и проверку API, включая эффекты по одному. Руководство Vulkan описывает барьеры конвейера как средство определения стадий, которым нужно ждать предыдущие стадии. [2] Граф должен создавать синхронизацию, подходящую нижележащему API. При повреждении изображения сравните результат с отключённым алиасингом или асинхронным планированием; это диагностическое свидетельство, а не постоянное исправление.

Измерьте компромиссы планирования

Асинхронные вычисления могут перекрывать независимую работу, но параллельные проходы способны конкурировать за вычислительную мощность или пропускную способность памяти. Пересечение времён жизни также уменьшает возможности повторного использования памяти. Сравните длительность GPU, пик временных выделений и стоимость записи на CPU для целевой нагрузки.

Сохраните историю ресурсов обычного кадра, смены разрешения и перехода с отключением эффекта. Граф, правильно отрисовавший один снимок, может содержать чтение неинициализированных данных или неожиданное продление жизни ресурса в другом пути. Оптимизируйте после того, как владение и инициализация этих путей станут явными.

Источники

[1] Render Dependency Graph — Epic Games.

[2] Vulkan synchronization guide — Khronos Group.