Nanite

本文基于 UE 5.4/5.5 引擎源码，从源码层面深入对比 Nanite 渲染管线与传统网格渲染管线的差异。所有代码引用均标注了引擎内的原始路径。 1. 宏观架构概览 传统渲染管线和 Nanite 管线的最根本区别在于：几何处理的主导权从 CPU 转移到了 GPU，并且材质着色从 Pixel Shader 迁移到了 Compute Shader。 维度 传统渲染 (Traditional) Nanite 几何裁剪 CPU-driven Frustum/Occlusion Culling GPU-driven Cluster Culling + Two-Pass Occlusion LOD 离散 LOD (StaticMesh LOD0~N) 连续 LOD (Cluster Hierarchy, Runtime Streaming) 光栅化 硬件光栅化 (Fixed Function RS) 软件光栅化 (Compute) + 硬件光栅化 (Mesh/Prim Shader) 中间表示 无 (直接写 GBuffer/FrameBuffer) Visibility Buffer (VisBuffer64) 材质着色 Pixel Shader (BasePassPixelShader.usf) Compute Shader (ComputeShaderOutputCommon.ush) GBuffer 输出 SV_Target MRT UAV (ComputeShadingOutputs.OutTargetN) DrawCall FMeshDrawCommand (CPU 组装) Indirect Dispatch (GPU 驱动) 2. 渲染入口与调度 2.1 传统渲染的入口 传统渲染的顶层调度在 FDeferredShadingSceneRenderer::Render() 中，通过 RenderBasePass() 等函数发起。每个 FPrimitiveSceneProxy 会在 FMeshPassProcessor 中被转换为 FMeshDrawCommand，最终由 FParallelMeshDrawCommandPass 提交到 RHI。 ...

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。 ...

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： ...