Виртуальное текстурирование: резидентность, обратная связь и отсутствующие страницы

Разделяйте виртуальные адреса и физическое хранение

Виртуальное текстурирование делит содержимое текстур на страницы и держит в физической памяти только выбранный рабочий набор. Поэтому большой логической текстуре не обязательно одновременно хранить все детальные области в памяти. Документация Microsoft по tiled resources описывает это различие. [1] Реализации по-прежнему нужны хранилище, пропускная способность передачи и правила выбора сохраняемых данных.

Программные таблицы страниц и аппаратные разреженные ресурсы дают разные варианты реализации. Проверяйте поддерживаемое поведение ресурсов и выборки выбранного пути: термин «виртуальная текстура» не означает одинаковых гарантий повсюду.

Отличайте запрошенную детализацию от доступной

Обратная связь от выборки сообщает, какие области текстуры и уровни детализации нужны виду. Она не означает, что эти страницы уже доступны. Проект sampler feedback Microsoft явно разделяет информацию о желаемом mip-уровне и карту, ограничивающую выборку резидентными данными. [2]

Сохраняйте корректную грубую замену и направляйте к ней запросы недоступных подробных данных. Обрабатывайте обратную связь асинхронно, объединяйте дублирующиеся запросы и определяйте приоритет загрузок. Учитывайте задержку между обнаружением потребности, чтением хранилища и готовностью переданных данных к использованию. Резкий поворот камеры может открыть области, которые предыдущий вид не запрашивал.

Пример расчёта: сначала резервируйте кэш

Пусть условный кэш имеет 64 слота страниц по 64 KiB каждый. Хранение страниц занимает 4 MiB. Если 8 слотов зарезервированы под обязательные грубые страницы замены, для текущего рабочего набора подробных страниц остаётся 56.

Вид, запрашивающий 80 различных подробных страниц, не может разместить их все в этих 56 слотах. Как минимум 24 запроса должны использовать замену, откладываться или исключаться политикой более грубой детализации. Циклическая смена всех запрошенных страниц в кэше не решает нехватку ёмкости. Числа не включают таблицы страниц, буферы обратной связи, промежуточную память передачи и накладные расходы выделения; это пример ёмкости, а не измеренный текстурный бюджет.

Безопасно обновляйте отображения и вытесняйте страницы

Публикуйте отображение в таблице страниц только после готовности данных для использующих их команд рисования. При повторном использовании физического слота убедитесь, что предыдущая работа GPU больше не может читать его старое содержимое. Отслеживайте идентификатор и поколение страницы, чтобы запоздавшие запросы или завершения не обновили случайно слот, уже принадлежащий другой странице.

Отдельно показывайте запрошенные, резидентные и заменяющие страницы. Проверяйте быстрое перемещение, телепорты и повторные переходы между областями. Включайте поля для фильтрации и все слои материала в расчёт физических страниц. Убедитесь, что замена остаётся доступной при отмене и ошибках загрузки.

Распознавайте давление на память

Устойчивая потребность выше ёмкости кэша вызывает повторные вытеснения и загрузки, часто заметные как нестабильная детализация. Документация Epic по пулам памяти описывает это поведение и компромисс качества при снижении запрашиваемой детализации. [3] Совместно измеряйте заполнение, неудовлетворённые запросы, задержку загрузки и полезную резидентность. Ускорение хранилища не исправляет недостаточный бюджет рабочего набора, а одно лишь увеличение виртуального разрешения не делает итоговое изображение чётче.

Источники

• [1] Tiled Resources — Microsoft, Direct3D documentation.
• [2] Sampler Feedback — Microsoft, DirectX specification.
• [3] Virtual Texture Memory Pools — Epic Games, official documentation.