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TAA 时域速度链路贯通：天空盒补写 velocity（此前恒 0，相机移动时天空/背景重投影错误 → 闪烁）；skyPrevVP（上一帧未抖动 proj × 去平移视图）落帧；TAA 加去遮挡深度检测（重投影点历史深度与当前像素比对，新暴露区拒历史，需 near/far + 投影模式落帧）；移除 min-depth dilation（把前景速度泄漏给轮廓旁背景像素 → 边界闪）；Forward 不透明段 velocity 附件 Clear→Load 承接天空结果；velocity 不入抖动注释订正（抖动进 velocity = 静止画面持续亚纹素重采样发糊）

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atdunbg
2026-10-18 15:22:48 +08:00
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Engine/include/Engine/Renderer/Passes/SkyboxPass.h
+4 -2
View File
@@ -35,7 +35,8 @@ namespace Engine {
// env 可为空（HDR 资产缺失）：仅承担清屏，天空保持清屏色
SkyboxPass(Device& device, ShaderManager& shaders,
DescriptorManager& descriptors, FrameSceneData& frame,
RG::TextureHandle hdrColor, const Cubemap* env);
RG::TextureHandle hdrColor, RG::TextureHandle velocity,
const Cubemap* env);
~SkyboxPass();
SkyboxPass(const SkyboxPass&) = delete;
@@ -49,10 +50,11 @@ namespace Engine {
DescriptorManager& m_Descriptors;
FrameSceneData& m_Frame;
RG::TextureHandle m_HDRColor;
RG::TextureHandle m_Velocity; // 天空 velocity 附件（TAA）
const Cubemap* m_Env; // 可空
vk::DescriptorSetLayout m_SetLayout; // Set0 = {samplerCube}
vk::PipelineLayout m_Layout; // push = invVP 64B
vk::PipelineLayout m_Layout; // push = {invVP, prevVP} 128B
ShaderManager::ShaderRef m_Vert, m_Frag; // 析构自动销毁
std::array<vk::DescriptorSet, kMaxFramesInFlight> m_Sets{};
};
Engine/include/Engine/Renderer/Passes/TAAPass.h
+2 -1
View File
@@ -22,7 +22,7 @@ namespace Engine::Passes {
public:
TAAPass(FullscreenGpu& gpu, FrameSceneData& frame, f32 historyAlpha,
RG::TextureHandle hdrColor, RG::TextureHandle velocity,
RG::TextureHandle taaColor);
RG::TextureHandle depth, RG::TextureHandle taaColor);
~TAAPass() override = default;
void Register(RG::RenderGraph& rg) override;
@@ -34,6 +34,7 @@ namespace Engine::Passes {
f32 m_HistoryAlpha; // 开启时的历史权重
RG::TextureHandle m_HDR;
RG::TextureHandle m_Velocity;
RG::TextureHandle m_Depth; // 场景深度（深度感知 dilation 用）
RG::TextureHandle m_TAAColor; // 输出 = 下一帧的历史
std::vector<vk::DescriptorSet> m_Sets; // per-slot
Engine/include/Engine/Renderer/SceneRenderer.h
+1 -1
View File
@@ -183,7 +183,7 @@ namespace Engine {
// ---- TAA 时域状态 ----
u64 m_FrameIndex = 0; // 抖动序列游标（Halton 2,3 ×8 采样）
glm::mat4 m_LastView{1.0f}; // 上一帧视图（velocity）
glm::mat4 m_LastProjNoJitter{1.0f}; // 上一帧未抖动投影（velocity）
glm::mat4 m_LastProjNoJitter{1.0f}; // 上一帧未抖动投影（velocity 用）
// 实体的上一帧世界矩阵（key = entt 实体 integral）。
// 用 sorted vector + binary_search 替代 unordered_map：
// unordered_map 在每帧大量 emplace 时 rehash 抖动明显，
Engine/include/Engine/Renderer/SceneTypes.h
+15 -2
View File
@@ -164,9 +164,9 @@ namespace Engine {
LightData lights[kMaxLights];
// ---- TAA（velocity 在 vertex 里算）----
glm::mat4 projNoJitter; // 未抖动投影（velocity 当前帧 clip 用）
glm::mat4 projNoJitter; // 未抖动投影（天空盒反投影/折射同位采样/静态预览）
glm::mat4 prevView; // 上一帧视图（velocity）
glm::mat4 prevProj; // 上一帧未抖动投影（velocity）
glm::mat4 prevProj; // 上一帧"已抖动"投影（velocity 历史 UV 对齐）
glm::vec4 cameraPos; // 相机世界位置（高光 V 向量）
};
@@ -183,6 +183,13 @@ namespace Engine {
struct FrameSceneData {
UniformBufferObject ubo{};
// 相机裁剪面 + 投影模式（TAA 去遮挡检测用：把 [0,1] 深度线性化为
// 视图空间距离再比较。透视深度非线性，需 n·f/(f−d(f−n))；正交
// 深度本身线性，用 cameraOrtho 分支）
f32 cameraNearZ = 0.1f;
f32 cameraFarZ = 10000.0f;
bool cameraOrtho = false;
glm::vec4 ClearColor{0.1, 0.1, 0.1, 1.0};
bool DrawSkybox = true;
// 本帧生效的环境贴图资产路径（来自第一个 active 的
@@ -194,6 +201,12 @@ namespace Engine {
//（视图去平移只留旋转 → 反投影结果即世界方向；Skybox pass push）
glm::mat4 skyInvVP{1.0f};
// 天空盒 velocity 用：上一帧未抖动 proj × 上一帧视图（去平移）。
// 天空是"无限远"表面，只受相机旋转影响：frag 把当前世界方向过
// 此矩阵得上一帧屏幕位置，差即天空的运动向量（相机移动时天空/
// 背景不再闪烁的根治点——此前天空从不写 velocity = 恒 0）
glm::mat4 skyPrevVP{1.0f};
// 实例矩阵数组 = [主视图段 | 阴影视图段]（共享同一 per-slot SSBO）
std::vector<glm::mat4> instanceModels;
// 上一帧世界矩阵，与 instanceModels 平行对齐（同一下标 = 同一
Engine/src/Renderer/Passes/ForwardPass.cpp
+4 -2
View File
@@ -131,12 +131,14 @@ namespace Engine::Passes
.setStoreOp(vk::AttachmentStoreOp::eStore)
.setClearValue(clearValue);
// velocity 附件：清 0 = 静止（背景无几何 → 历史原位采样）
// velocity 附件由 Skybox 段首写（清 0 + 天空运动向量），这里 Load
// 承接其结果，再叠加几何体运动向量。若此处 Clear 会擦掉天空
// velocity → 相机移动时天空重投影错误 → 背景闪烁。
vk::ClearValue velocityClear;
velocityClear.color = vk::ClearColorValue(std::array<float, 4>{0.f, 0.f, 0.f, 0.f});
colorAttachments[1].setImageView(ctx.View(m_Velocity))
.setImageLayout(vk::ImageLayout::eColorAttachmentOptimal)
.setLoadOp(vk::AttachmentLoadOp::eClear)
.setLoadOp(vk::AttachmentLoadOp::eLoad)
.setStoreOp(vk::AttachmentStoreOp::eStore)
.setClearValue(velocityClear);
Engine/src/Renderer/Passes/SkyboxPass.cpp
+45 -13
View File
@@ -18,11 +18,20 @@
namespace Engine::Passes
{
// push 布局与 skybox.vert/.frag 的 PushConstants 一致（128B）：
// invVP = 当前帧反投影；prevVP = 上一帧 proj×view（天空 velocity）
struct SkyboxPush
{
glm::mat4 invVP;
glm::mat4 prevVP;
};
SkyboxPass::SkyboxPass(Device& device, ShaderManager& shaders,
DescriptorManager& descriptors, FrameSceneData& frame,
RG::TextureHandle hdrColor, const Cubemap* env)
RG::TextureHandle hdrColor, RG::TextureHandle velocity,
const Cubemap* env)
: m_Device(device), m_Descriptors(descriptors), m_Frame(frame),
m_HDRColor(hdrColor), m_Env(env)
m_HDRColor(hdrColor), m_Velocity(velocity), m_Env(env)
{
// Set0 = {samplerCube}（fragment 采样）
std::vector<DescriptorBinding> bindings = {
@@ -31,22 +40,22 @@ namespace Engine::Passes
};
m_SetLayout = descriptors.CreateLayout(bindings);
// push = invVP 64B（skybox.vert/.frag 声明一致，VUID-08878）
// push = {invVP, prevVP} 128B（skybox.vert/.frag 声明一致，VUID-08878）
m_Layout = descriptors.CreatePipelineLayout(
std::vector<vk::DescriptorSetLayout>{m_SetLayout},
sizeof(glm::mat4));
sizeof(SkyboxPush));
const std::string shaderDir = "shaders/env/";
auto vert = shaders.CreateFromFile(
shaderDir + "skybox.vert.spv",
vk::ShaderStageFlagBits::eVertex,
std::vector<vk::DescriptorSetLayout>{m_SetLayout},
sizeof(glm::mat4));
sizeof(SkyboxPush));
auto frag = shaders.CreateFromFile(
shaderDir + "skybox.frag.spv",
vk::ShaderStageFlagBits::eFragment,
std::vector<vk::DescriptorSetLayout>{m_SetLayout},
sizeof(glm::mat4));
sizeof(SkyboxPush));
m_Vert = std::move(vert);
m_Frag = std::move(frag);
@@ -108,10 +117,26 @@ namespace Engine::Passes
.setStoreOp(vk::AttachmentStoreOp::eStore)
.setClearValue(clear);
// velocity 附件：本 pass 是 velocity 的 first writer。清 0 后，
// 画天空时写天空运动向量；无天空/不画时保持 0（背景静止）。
// Forward 段改为 Load 承接本 pass 的结果
vk::ClearValue velocityClear;
velocityClear.color = vk::ClearColorValue(
std::array<float, 4>{0.f, 0.f, 0.f, 0.f});
vk::RenderingAttachmentInfo velocity;
velocity.setImageView(ctx.View(m_Velocity))
.setImageLayout(vk::ImageLayout::eColorAttachmentOptimal)
.setLoadOp(vk::AttachmentLoadOp::eClear)
.setStoreOp(vk::AttachmentStoreOp::eStore)
.setClearValue(velocityClear);
const std::array<vk::RenderingAttachmentInfo, 2> colorArray = {
color, velocity};
vk::RenderingInfo renderingInfo;
renderingInfo.setRenderArea({{0, 0}, ctx.extent})
.setLayerCount(1)
.setColorAttachments(color); // 无深度附件
.setColorAttachments(colorArray); // 无深度附件
cmd.beginRendering(renderingInfo);
@@ -128,11 +153,12 @@ namespace Engine::Passes
cmd.bindDescriptorSets(vk::PipelineBindPoint::eGraphics,
m_Layout, 0,
m_Sets[ctx.frame.frameSlot], {});
cmd.pushConstants<glm::mat4>(
const SkyboxPush push{m_Frame.skyInvVP, m_Frame.skyPrevVP};
cmd.pushConstants<SkyboxPush>(
m_Layout,
vk::ShaderStageFlagBits::eVertex |
vk::ShaderStageFlagBits::eFragment,
0, m_Frame.skyInvVP);
0, push);
// ---- 动态状态 ----
cmd.setRasterizerDiscardEnable(VK_FALSE);
@@ -180,16 +206,22 @@ namespace Engine::Passes
vk::ColorComponentFlagBits::eG |
vk::ColorComponentFlagBits::eB |
vk::ColorComponentFlagBits::eA;
cmd.setColorBlendEnableEXT(0, blendEnable);
cmd.setColorBlendEquationEXT(0, blendEquation);
cmd.setColorWriteMaskEXT(0, colorWriteMask);
cmd.setColorBlendEnableEXT(0,
std::array<vk::Bool32, 2>{VK_FALSE, VK_FALSE});
const std::array<vk::ColorBlendEquationEXT, 2> blendEquations = {
blendEquation, blendEquation};
cmd.setColorBlendEquationEXT(0, blendEquations);
const std::array<vk::ColorComponentFlags, 2> writeMasks = {
colorWriteMask, colorWriteMask};
cmd.setColorWriteMaskEXT(0, writeMasks);
cmd.draw(3, 1, 0, 0);
}
cmd.endRendering();
})
.Write(m_HDRColor, RG::ResourceUse::ColorAttachment);
.Write(m_HDRColor, RG::ResourceUse::ColorAttachment)
.Write(m_Velocity, RG::ResourceUse::ColorAttachment);
}
} // namespace Engine::Passes
Engine/src/Renderer/Passes/TAAPass.cpp
+20 -3
View File
@@ -9,9 +9,10 @@ namespace Engine::Passes
{
TAAPass::TAAPass(FullscreenGpu& gpu, FrameSceneData& frame, f32 historyAlpha,
RG::TextureHandle hdrColor, RG::TextureHandle velocity,
RG::TextureHandle taaColor)
RG::TextureHandle depth, RG::TextureHandle taaColor)
: m_Gpu(gpu), m_Frame(frame), m_HistoryAlpha(historyAlpha),
m_HDR(hdrColor), m_Velocity(velocity), m_TAAColor(taaColor)
m_HDR(hdrColor), m_Velocity(velocity), m_Depth(depth),
m_TAAColor(taaColor)
{
m_Sets.resize(kMaxFramesInFlight);
for (u32 slot = 0; slot < kMaxFramesInFlight; ++slot) {
@@ -26,14 +27,25 @@ namespace Engine::Passes
// TAA 关闭：alpha=0 → mix(cur, hist, 0) 直通当前帧
//（抖动已由 SceneRenderer 同步停掉，画面静止无锯齿晃动）
const f32 alpha = m_Frame.taaEnabled ? m_HistoryAlpha : 0.0f;
// push 槽位：{ortho, alpha, zNear, zFar}——去遮挡检测在 shader
// 内用 near/far 把深度线性化，正交模式走另一分支
m_Gpu.RecordFullscreen(ctx, ctx.View(m_TAAColor), m_Gpu.taaFrag,
m_Sets[ctx.frame.frameSlot],
FullscreenPush{0.0f, alpha, 0.0f, 0.0f});
FullscreenPush{m_Frame.cameraOrtho ? 1.0f : 0.0f,
alpha,
m_Frame.cameraNearZ,
m_Frame.cameraFarZ});
})
.Read(m_HDR, RG::ResourceUse::ShaderRead,
vk::ShaderStageFlagBits::eFragment)
.Read(m_Velocity, RG::ResourceUse::ShaderRead,
vk::ShaderStageFlagBits::eFragment)
.Read(m_Depth, RG::ResourceUse::ShaderRead,
vk::ShaderStageFlagBits::eFragment)
// 上一帧深度（同 m_Depth 的上一槽位镜像）：去遮挡检测比较
// 当前像素深度与重投影点上的历史深度，判断历史是否属于同一表面
.ReadHistory(m_Depth, RG::ResourceUse::ShaderRead,
vk::ShaderStageFlagBits::eFragment)
// 自引用历史：TAAColor 的上一帧槽位就是累积历史
.ReadHistory(m_TAAColor, RG::ResourceUse::ShaderRead,
vk::ShaderStageFlagBits::eFragment)
@@ -45,6 +57,11 @@ namespace Engine::Passes
for (u32 slot = 0; slot < kMaxFramesInFlight; ++slot) {
m_Gpu.UpdateSetInput(m_Sets[slot], 0, rg, m_HDR, slot);
m_Gpu.UpdateSetInput(m_Sets[slot], 1, rg, m_Velocity, slot);
// binding3 = 场景深度（深度感知 dilation）
m_Gpu.UpdateSetInput(m_Sets[slot], 3, rg, m_Depth, slot);
// binding4 = 上一帧深度（去遮挡检测，历史槽位镜像）
m_Gpu.UpdateSetInput(m_Sets[slot], 4, rg, m_Depth,
rg.HistorySlot(slot));
// binding2 = 历史（上一帧槽位镜像）
m_Gpu.UpdateSetInput(m_Sets[slot], 2, rg, m_TAAColor,
rg.HistorySlot(slot));
Engine/src/Renderer/Renderer.cpp
+2 -2
View File
@@ -500,7 +500,7 @@ namespace Engine
// Skybox = HDRColor 的 first writer（清屏 + 画背景），先于 Forward 注册
m_Passes.push_back(CreateScope<Passes::SkyboxPass>(
*m_Device, *m_ShaderManager, *m_DescriptorManager, frame,
m_HDRColor, m_Environment.get()));
m_HDRColor, m_Velocity, m_Environment.get()));
m_Passes.push_back(CreateScope<Passes::ForwardPass>(
*m_SceneGpu, frame, m_HDRColor, m_Velocity, m_Depth,
m_SceneColor, m_ShadowMaps));
@@ -539,7 +539,7 @@ namespace Engine
*m_ShaderManager, *m_SceneGpu, frame, m_SelectionMask));
m_Passes.push_back(CreateScope<Passes::TAAPass>(
*m_FullscreenGpu, frame, /*historyAlpha*/ 0.9f, m_HDRColor,
m_Velocity, m_TAAColor));
m_Velocity, m_Depth, m_TAAColor));
m_Passes.push_back(CreateScope<Passes::TemporalDiffPass>(
*m_FullscreenGpu, /*gain*/ 8.0f, m_HDRColor, m_TemporalDiff));
m_Passes.push_back(CreateScope<Passes::BloomPass>(
Engine/src/Renderer/SceneRenderer.cpp
+14 -1
View File
@@ -466,7 +466,7 @@ namespace Engine
// ---- 0. TAA 时域状态先行（velocity = 上一帧姿态与相机）----
UniformBufferObject& ubo = m_Frame.ubo;
ubo.prevView = m_LastView;
ubo.prevProj = m_LastProjNoJitter;
ubo.prevProj = m_LastProjNoJitter; // 上一帧未抖动投影（velocity 用）
// ---- 1. 相机：渲染源按形态分派（UE 语义）。编辑器形态
// Scene view 恒用编辑器相机（视口 UI 状态，空场景可用）；
@@ -506,6 +506,13 @@ namespace Engine
// 编辑器形态 = 编辑器相机，游戏形态 = primary 相机实体
ubo.proj = camera->GetProjection(aspect);
// 相机裁剪面 + 投影模式落帧：TAA 去遮挡检测把 [0,1] 深度线性化
// 为视图空间距离做比较，需要 near/far 与投影模式
m_Frame.cameraNearZ = camera->GetNearZ();
m_Frame.cameraFarZ = camera->GetFarZ();
m_Frame.cameraOrtho =
camera->GetProjectionMode() == Camera::ProjectionMode::Orthographic;
// 未抖动投影：velocity 的当前帧 clip 位置用它（抖动不能进 velocity）
ubo.projNoJitter = ubo.proj;
@@ -581,6 +588,12 @@ namespace Engine
m_Frame.skyInvVP =
glm::inverse(ubo.projNoJitter * glm::mat4(glm::mat3(ubo.view)));
// 天空 velocity：上一帧未抖动 proj × 上一帧视图（去平移）。天空是
// 无限远表面，方向不随时间平移变化，故用 w=0 传入方向即忽略平移；
// 相机旋转/移动时天空的运动向量由此精确得出
m_Frame.skyPrevVP =
m_LastProjNoJitter * glm::mat4(glm::mat3(m_LastView));
// ---- 2. 灯光（CSM 阴影光源约定 = lights[0] 必是方向光）----
// entt Each 遍历序与实体创建序不保证一致——直接按迭代序填充会让
// lights[0] 落到点光上（params.x=1）→ shader 阴影分支整个跳过。