图形渲染

概述 纹理压缩（Texture Compression）是实时渲染中降低显存占用和带宽消耗的核心技术。与通用图像压缩（如 PNG、JPEG）不同，硬件纹理压缩格式支持随机访问——GPU 无需解压整幅图像即可直接读取单个 texel，这对纹理缓存和着色器采样至关重要。 本文系统梳理主流硬件纹理压缩格式的技术细节、适用场景及硬件支持情况，所有关键数据均来自官方文档与公开规范。 BC 系列（Block Compression） BC 系列是 DirectX 生态中最主流的压缩格式，由 S3TC（DXT）发展而来，后续经 RGTC、BPTC 扩展为今日形态。所有 BC 格式均以固定 4×4 texel 块为单位进行编码。 BC1（原 DXT1 / S3TC） 数据量：64 bits / 4×4 block（4 bpp） 结构：两个 16-bit RGB565 端点色 + 16 个 2-bit 索引 色板：4 色（两个端点 + 两个插值色） Alpha：无独立 alpha，仅支持 1-bit “镂空”（punch-through）透明 支持通道：RGB（无独立 Alpha） 典型用途：不透明漫反射贴图、简单遮罩 据 Khronos Data Format Specification 描述，BC1 的 1-bit alpha 行为由两个端点值的相对大小决定： color0 > color1（按无符号整数比较）：4 色不透明模式，00/01/10/11 均为插值颜色，无透明 color0 <= color1：3 色 + 透明模式，11 表示完全透明像素（alpha = 0） 实际使用方式 编码端：向压缩器提供带 Alpha 的源图（如 PNG with 1-bit alpha），大多数 BC1 编码器（如 DirectXTex、nvcompress、Compressonator）会自动判断 block 是否需要透明模式。若源图 alpha 为纯 0/255，编码器会尽量使用 color0 <= color1 模式将 11 映射为透明。 ...

Nanite VisBuffer 核心概念速查 Nanite 是 UE5 的虚拟化几何系统，其核心创新是用 Visibility Buffer（可见性缓冲） 替代传统 G-Buffer，将几何处理与材质着色完全解耦。本文梳理 VisBuffer 管线中涉及的关键概念。 VisBuffer 整体管线 Mesh → Instance → Cluster Group → Cluster → Triangle → VisBuffer → Material Pass Culling Pass（计算着色器）：GPU 端逐 Cluster 做视锥/遮挡/屏幕尺寸剔除 Rasterization Pass：将可见像素写入 VisBuffer（仅存 ID，不做材质计算） Material Pass：全屏 Pass 读取 VisBuffer，解码 ID，仅对可见像素着色一次 来源：Brian Karis, “A Deep Dive into Nanite Virtualized Geometry”, SIGGRAPH 2021 (Advances in Real-Time Rendering) 三角形（Triangle） Cluster 内的基本渲染单元。每个 Cluster 包含最多 128 个三角形。在 VisBuffer 中，三角形 ID 占约 7 bit（2^7 = 128），用于在 Material Pass 中定位该三角形的三个顶点并做重心坐标插值。 ...

1. 移动端 GPU 可见性剔除机制对比 1.1 概览 PowerVR HSR Apple HSR Mali FPK Adreno LRZ 全称 Hidden Surface Removal Hidden Surface Removal Forward Pixel Kill Low Resolution Z 架构 TBDR TBDR TBDR TBDR 粒度 逐像素 逐像素 逐像素（尽力而为） 逐块（8x8 像素） 保证级 不透明物体保证零过度绘制 不透明物体保证零过度绘制 非保证，尽力剔除 非保证，块级粗剔除 绘制顺序依赖 不透明物体顺序无关 不透明物体顺序无关 正面到背面更优 Binning pass 构建后顺序无关，但正面到背面可提升 Early-Z 效率 AlphaTest 失效 失效 失效 失效 Alpha Blend 失效 失效 失效 失效 gl_FragDepth 写入 失效 失效 失效 失效 1.2 PowerVR HSR (Imagination) 1.2.1 原理 TBDR 架构中，所有几何体先提交到 Tile，HSR 在 PS 执行前对整个 Tile 做可见性解析，只对最终可见像素跑 PS。 ...

Nanite: A Deep Dive 来源: Karis_Nanite_SIGGRAPH_Advances_2021_final — Brian Karis, Rune Stubbe, Graham Wihlidal 会议: SIGGRAPH 2021 Advances in Real-Time Rendering in Games course 作者主讲: Brian Karis (Engineering Fellow, Epic Games) 主题: UE5 全新虚拟几何系统 Nanite 的深度技术解析 目录 愿景与现实 可选方案的探索 GPU Driven Pipeline 三角形 Cluster Culling 与 Occlusion Culling Visibility Buffer 与可见性/材质解耦 次线性扩展与 Cluster 层次结构 LOD 裂缝问题与 DAG 构建 构建流程详解（Build Operations） 简化算法与误差度量 运行时视相关 LOD 选择 并行 LOD 选择与层次裁剪 Persistent Threads 与两 Pass Occlusion Culling 光栅化（软件 + 硬件混合） 小三角形与微多边形软光栅器 小实例（Tiny Instances）与 Imposter 延迟材质求值（Deferred Material Evaluation） 流水线性能数据 阴影：Virtual Shadow Maps Streaming（几何流送） 压缩：内存表示与磁盘表示 结果与未来工作 致谢与参考文献 1. 愿景与现实 1.1 The Dream（梦想） 像 Virtual Texturing 那样虚拟化几何： ...