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- SceneRenderer::ComputeCascades：相机视锥实用分割（λ=0.6）→ 反投影 取切片角点 → 光空间 AABB 拟合 → 纹素对齐（消除相机移动时阴影边缘 闪烁）→ [0,1] 深度重映射 - Shadow pass 单 pass 渲 3 个 region，每级联 push 各自光空间 VP - Forward：UBO lightSpace[3]+cascadeSplits（视图深度选级联），Set2 三张级联图按 binding 0/1/2 采样；vertex 输出 fragViewDepth - 光源视锥剔除用最远级联（覆盖全阴影范围）；双视锥独立剔除铁律保留 - 旧单张 2048 全场景图退役；近处级联分辨率 ~128px/unit（约 2× 提升） - 编译零错误、validation 零警告、8 秒冒烟通过（10 pass 全活跃）
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6.7 KiB
C++
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// Created by atdunbg on 2026/9/20.
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// Renderer：渲染门面 + 渲染侧组合根。
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// 分工（对照 UE/Unity 的渲染架构）：
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// Renderer —— 装配模块、声明 RG 资源、注册 pass 对象、
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// 每帧编排（翻译场景 → 写 buffer → 驱动 RG → 提交呈现）。
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// 不理解场景细节，不含 pass 实现。
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// SceneRenderer —— 场景 → FrameSceneData 的翻译层（相机/灯光/剔除，
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// 对应 UE FSceneRenderer / Unity CullingResults）。
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// Passes::* —— 各 pass 的声明与录制（对应 Unity ScriptableRenderPass）。
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// 新增效果 = 新增 pass 类 + BuildGraph 注册一行。
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// 对外只暴露两个入口：Render(Scene&, Assets&) 和给 App 层调参的访问器。
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#ifndef HELLOVULKAN_RENDERER_H
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#define HELLOVULKAN_RENDERER_H
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#pragma once
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#include <Engine/Core/Types.h>
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#include <Engine/Core/FrameContext.h>
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#include <Engine/Renderer/SceneTypes.h>
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#include <Engine/RenderGraph/RenderGraph.h>
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#include <vulkan/vulkan.hpp>
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#include <array>
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#include <vector>
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namespace Engine {
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class Window;
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class Device;
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class MemoryAllocator;
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class DescriptorManager;
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class ShaderManager;
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class Swapchain;
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class SyncManager;
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class CommandManager;
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class UniformBuffer;
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class SceneRenderer;
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class VulkanAssetUploader;
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class ImGuiLayer;
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namespace ECS { class Scene; }
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namespace Assets { class AssetManager; class IAssetUploader; }
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namespace Passes { class RenderPass; class SceneGpu; class FullscreenGpu; class PostProcessParams; }
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class Renderer {
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public:
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Renderer(Window& window);
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~Renderer();
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Renderer(const Renderer&) = delete;
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Renderer& operator=(const Renderer&) = delete;
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void Render(ECS::Scene& scene, Assets::AssetManager& assets);
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// ---- 组合根（Application）装配其他模块时需要的访问器 ----
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Device& GetDevice() const { return *m_Device; }
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MemoryAllocator& GetAllocator() const { return *m_Allocator; }
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DescriptorManager& GetDescriptorManager() const { return *m_DescriptorManager; }
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vk::DescriptorSetLayout GetTextureSetLayout() const; // 实现在 cpp（SceneGpu 成员）
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vk::Format GetSwapchainFormat() const;
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u32 GetSwapchainImageCount() const;
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// 资产上传服务（渲染层对资产层提供的 IAssetUploader 实现）
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Assets::IAssetUploader& GetAssetUploader() const;
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// 可选叠加层（ImGui）：不设置则 RG 里的 ImGui pass 为空转。
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// 生命周期：层必须先于 Renderer 析构（Application 成员序保证）。
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void SetImGuiLayer(ImGuiLayer* layer) { m_ImGuiLayer = layer; }
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// ---- 后处理参数（ImGui 可调，转发到 pass 共享的 PostProcessParams）----
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f32 GetExposure() const;
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void SetExposure(f32 e);
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bool GetUseACES() const;
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void SetUseACES(bool b);
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f32 GetBloomThreshold() const;
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void SetBloomThreshold(f32 v);
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f32 GetBloomStrength() const;
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void SetBloomStrength(f32 v);
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// 调试视图：显示帧历史差异（TemporalDiff pass 产出）
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bool GetShowTemporalDiff() const;
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void SetShowTemporalDiff(bool b);
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// pass 级 GPU 耗时（最近完成帧，毫秒；与 GetPassGpuMs 下标对应）
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const std::vector<std::string>& GetPassNames() const { return m_PassNames; }
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const std::vector<f32>& GetPassGpuMs() const { return m_PassGpuMs; }
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// 双视图剔除后的实例数（遥测）
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u32 GetMainInstanceCount() const;
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u32 GetShadowInstanceCount() const;
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// 垂直同步开关（present mode 切换会重建 swapchain），
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// 只应在帧 UI 构建段调用（Render 之前）
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void SetVSync(bool vsync);
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private:
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void BuildGraph(); // 声明 RG 资源 + 注册 pass 对象
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void HandleResize();
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void ReadGpuTimes(u32 frameSlot);
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Window& m_Window;
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// ---- 底层模块（析构序：后声明者先析构；引用他人者先析构）----
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Scope<Device> m_Device;
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Scope<MemoryAllocator> m_Allocator;
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Scope<DescriptorManager> m_DescriptorManager;
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Scope<ShaderManager> m_ShaderManager;
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Scope<UniformBuffer> m_UniformBuffer; // per-slot UBO ring
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Scope<UniformBuffer> m_ObjectBuffer; // GPUDriven 实例矩阵 ring（SSBO）
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Scope<UniformBuffer> m_PrevObjectBuffer; // 上一帧实例矩阵 ring（TAA velocity）
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Scope<Passes::SceneGpu> m_SceneGpu; // 场景类 pass 共享装配
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Scope<Passes::FullscreenGpu> m_FullscreenGpu; // 全屏 pass 共享装配
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Scope<Swapchain> m_Swapchain;
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Scope<SyncManager> m_SyncManager;
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Scope<CommandManager> m_CommandManager;
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Scope<SceneRenderer> m_SceneRenderer; // 场景翻译层（先于 pass 构造）
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Scope<RG::RenderGraph> m_RenderGraph;
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Scope<VulkanAssetUploader> m_AssetUploader;
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// pass 对象（注册序；执行序由 RG 拓扑排序决定）
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std::vector<Scope<Passes::RenderPass>> m_Passes;
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// ---- RenderGraph 资源句柄 ----
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RG::TextureHandle m_Backbuffer{};
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RG::TextureHandle m_Depth{};
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std::array<RG::TextureHandle, kMaxCascades> m_ShadowMaps{}; // CSM 级联
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RG::TextureHandle m_HDRColor{}; // Forward 输出（线性 HDR），TAA 归一
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RG::TextureHandle m_Velocity{}; // Forward 输出（clip 空间运动向量）
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RG::TextureHandle m_TAAColor{}; // TAA 累积输出（自引用历史），后处理源
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RG::TextureHandle m_BloomA{}; // 半分辨率：提取 + 垂直模糊结果
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RG::TextureHandle m_BloomB{}; // 半分辨率：水平模糊中间结果
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RG::TextureHandle m_TemporalDiff{}; // 半分辨率：帧历史差异（调试）
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// pass 共享的可调参数（Renderer 持有，App 层访问器转发）
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Scope<Passes::PostProcessParams> m_PostParams;
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// 可选叠加层（不拥有；Application 持有）
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ImGuiLayer* m_ImGuiLayer = nullptr;
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// GPU timestamp（pass 级耗时，ImGui 可读）
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vk::QueryPool m_QueryPool;
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u32 m_QueriesPerFrame = 0; // 每帧槽位的查询数 = pass 数 × 2
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f32 m_TimestampPeriod = 1.0f; // ns/tick（设备属性缓存）
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std::vector<std::string> m_PassNames; // 执行序 pass 名
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std::vector<f32> m_PassGpuMs; // 最近一帧各 pass 耗时
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bool m_TimesPrimed[2] = {false, false}; // 每槽位首帧跳过读取
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vk::Extent2D m_Extent{};
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u32 m_CurrentFrame = 0;
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};
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} // namespace Engine
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#endif //HELLOVULKAN_RENDERER_H
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