atdunbg
dec171cd1e
entt entity 0's integral bits are 0, colliding with the "no selection"
sentinel: u32 selected == 0 meant "clear selection", so the scene's
first-created entity could never be outlined. Replaced with
std::optional<u32> + FrameSceneData::selectedEntityValid.
Also restore per-batch instance contiguity broken by the batchMats
flattening (e038cb3): entities sharing a mesh scatter across the flat
instance array in collection order. ViewScratch now tracks per-batch
singly-linked lists and appendView aggregates each batch into a
contiguous range, preserving the flat-array performance intent.
Hierarchy click selection now routes through SelectEntity so outline
stays in sync when picking from the panel.
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8.8 KiB
C++
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// Created by atdunbg on 2026/9/23.
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// SceneRenderer：场景 → 渲染数据的每帧翻译层（UE FSceneRenderer /
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// Unity CullingResults 的对应物）。
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// 职责（全部是"读场景、产数据"，不碰 GPU、不碰 Vulkan）：
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// 1. 相机/灯光/环境色 → UniformBufferObject 语义组装（含阴影光空间矩阵）
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// 2. 单趟实例收集 + 双视图剔除（相机视锥/光源视锥各自独立可见列表——
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// 相机外实体仍可能投影子进视野，shadow popping 的教训）
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// Renderer 拿 FrameSceneData 写 buffer、驱动 pass；场景理解全部收口在此。
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// 扩展性：
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// - 多光源：lights 数组已就位（kMaxLights），每灯各自 lightSpace 即 CSM 前置
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// - 级联阴影：BuildFrame 内按级联多出几份 lightSpace + shadowView，
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// pass 侧按索引消费，本类结构不变
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// - 遮挡剔除/GPU 剔除：只改本类收集逻辑，下游无感知
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#ifndef HELLOVULKAN_SCENERENDERER_H
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#define HELLOVULKAN_SCENERENDERER_H
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#include <Engine/Core/Types.h>
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#include <Engine/Renderer/Mesh.h>
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#include <Engine/Renderer/SceneTypes.h>
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#include <glm/gtc/quaternion.hpp>
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#include <vulkan/vulkan.hpp>
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#include <array>
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#include <optional>
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#include <unordered_map>
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#include <Engine/Renderer/EditorCamera.h>
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namespace Engine {
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namespace ECS { class Scene; }
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namespace Assets { class AssetManager; }
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class SceneRenderer {
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public:
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// 从场景构建当帧渲染数据。游戏形态无 primary 相机返回 false
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//（渲染跳帧；编辑器形态恒用编辑器相机，不跳）。
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// targetExtent 用于 TAA 子像素抖动的 NDC 偏移折算。
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// dt 驱动骨骼动画采样推进（crossfade 计时）。
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bool BuildFrame(ECS::Scene& scene, Assets::AssetManager& assets,
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vk::Extent2D targetExtent, f32 dt);
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FrameSceneData& Frame() { return m_Frame; }
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// ---- 遥测 ----
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u32 GetMainInstanceCount() const { return m_Frame.mainView.instanceCount; }
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u32 GetShadowInstanceCount() const
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{
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u32 sum = 0;
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for (const auto& c : m_Frame.shadowCascades) sum += c.instanceCount;
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return sum;
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}
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f32 GetCollectMs() const { return m_Frame.collectMs; }
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// ---- 运行时开关/调试视图（ImGui 经 Renderer 门面调用）。
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// 状态唯一持有者在此，BuildFrame 每帧落入 FrameSceneData；
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// TAA 开关同时控制投影抖动，同一持有者天然同步 ----
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void SetShadowsEnabled(bool b) { m_ShadowsEnabled = b; }
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void SetTAAEnabled(bool b) { m_TAAEnabled = b; }
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void SetBloomEnabled(bool b) { m_BloomEnabled = b; }
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void SetLodEnabled(bool b) { m_LodEnabled = b; }
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void SetDebugView(int v) { m_DebugView = v; }
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void SetDisplayMode(int m) { m_DisplayMode = m; } // kDisplayDirect / kDisplayViewport
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// 编辑器相机（视口 UI 状态，SceneRenderer 持有 = 渲染源在此分派）；
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// Application 驱动 Update，ViewportPanel/Inspector 经 Renderer 门面访问
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EditorCamera& GetEditorCamera() { return m_EditorCamera; }
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// Editor 视口拾取请求（UI 段写入，下一次 BuildFrame 落帧后清除）
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void SetPickRequest(const glm::vec2& ndc)
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{
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m_PendingPick = PickRequest{true, ndc};
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}
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// Editor 选中实体（描边）：UI 段写入，BuildFrame 落帧并筛出绘制。
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// nullopt = 清选中（实体 0 号位模式 = 0，不能拿位值兼作哨兵）
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void SetSelectedEntity(std::optional<u32> entityBits)
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{
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m_PendingSelected = entityBits;
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}
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private:
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// CSM：把相机视锥按实用分割切 N 段，每段独立拟合光源正交投影
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//（含纹素对齐防阴影边缘闪烁）。写入（Shadow pass push）与采样
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//（Forward UBO）共用同一组矩阵。
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void ComputeCascades(const glm::vec3& shadowDir);
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// MDI 打包：batch 按组键排序（megabuffer + 可选材质）后压成
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// IndirectDrawCmd 连续数组 + IndirectGroup 区间表。
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// byMaterial=true（Forward）：每材质一次 bind + 一次 MDI；
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// byMaterial=false（Shadow）：只按 megabuffer 分组（depth-only）
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static void PackIndirect(CullResult& view, bool byMaterial);
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FrameSceneData m_Frame;
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EditorCamera m_EditorCamera; // 编辑器相机（视口 UI 状态，见 GetEditorCamera）
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PickRequest m_PendingPick{}; // 拾取请求缓冲（BuildFrame 落帧后清除）
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std::optional<u32> m_PendingSelected; // 选中实体缓冲（nullopt = 无选中）
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// ---- 剔除中间量（每帧 clear 复用，拼接进 m_Frame 后保留容量）----
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struct ViewScratch {
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// cur + prev 合并写：两次随机堆访问 → 一次（cache miss 减半）
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struct InstanceMatrices {
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glm::mat4 cur;
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glm::mat4 prev;
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u32 skinBase = 0; // palette 区段基址（0 = identity 槽）
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u32 entityBits = 0; // 实体位模式（HitProxy id pass 消费）
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};
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// 链表尾哨兵：kMaxInstances 远小于 u32 最大值，安全
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static constexpr u32 kNoInstance = 0xFFFFFFFFu;
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CullResult result;
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// 扁平实例数组（所有 batch 的实例共用一份连续内存）。
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// 实体收集序下同 batch 实例会散布（多实体共享 mesh 交错插入），
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// 组内连接关系由 instanceNext 链表维护——appendView 时按 batch
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// 聚合拷成连续区间（firstInstance 连续语义的前提）。大场景下
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// 避免 vector<vector> 的小块分配，每帧 clear() 复用容量
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std::vector<InstanceMatrices> instances;
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std::vector<u32> instanceNext; // 与 instances 平行：同 batch 下一实例
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// 每 batch 实例链头（与 result.batches 平行；kNoInstance = 空）
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std::vector<u32> batchHead;
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// 每 batch 实例距离累加（透明排序用：平均距离降序 = 远→近）
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std::vector<f32> batchDistSum;
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// batch 查找：数组寻址（下标 = Mesh::GetSlot()，值 = 每 LOD 的
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// batchIdx+1，0 = 未用）——逐实例 hash 在大场景是毫秒级开销
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std::vector<std::array<u32, kMeshLodCount>> lookup;
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void Clear()
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{
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result.batches.clear();
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result.instanceCount = 0;
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instances.clear(); // 容量保留，复用
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instanceNext.clear();
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batchHead.clear();
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batchDistSum.clear();
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for (auto& e : lookup) e.fill(0); // 容量保留，置零复用
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}
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};
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ViewScratch m_MainScratch;
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ViewScratch m_CascScratch[kMaxCascades];
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ViewScratch m_TranslucentScratch; // 透明材质（仅主视图，不投阴影）
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// ---- TAA 时域状态 ----
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u64 m_FrameIndex = 0; // 抖动序列游标（Halton 2,3 ×8 采样）
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glm::mat4 m_LastView{1.0f}; // 上一帧视图（velocity）
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glm::mat4 m_LastProjNoJitter{1.0f}; // 上一帧未抖动投影（velocity）
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// 实体的上一帧世界矩阵（key = entt 实体 integral）。
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// 用 sorted vector + binary_search 替代 unordered_map：
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// unordered_map 在每帧大量 emplace 时 rehash 抖动明显，
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// vector 连续内存 + 单次 sort 对 cache 友好且无 rehash
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std::vector<std::pair<u32, glm::mat4>> m_PrevWorlds;
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std::vector<std::pair<u32, glm::mat4>> m_CurWorlds;
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// ---- 骨骼动画 scratch（帧首重建/容量复用）----
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// entKey → palette 区段基址（第 2.5 节预采样填，收集段查）
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std::unordered_map<u32, u32> m_EntitySkinBase;
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// 采样层 A（当前 clip）/ B（fade 来源 clip）与 global 累乘
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std::vector<glm::vec3> m_PosePosA, m_PosePosB;
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std::vector<glm::quat> m_PoseRotA, m_PoseRotB;
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std::vector<glm::vec3> m_PoseSclA, m_PoseSclB;
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std::vector<u8> m_TouchedA, m_TouchedB;
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std::vector<glm::mat4> m_Globals;
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bool m_SkinTruncWarned = false; // palette 预算溢出只告警一次
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bool m_TruncationWarned = false; // 实例缓冲打满只告警一次
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// ---- 运行时开关/调试视图状态（本类是唯一写入者）----
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bool m_ShadowsEnabled = true;
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bool m_TAAEnabled = true;
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bool m_BloomEnabled = true;
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bool m_LodEnabled = true; // 关 = 全部强制 LOD0（选级跳过）
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int m_DebugView = 0;
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int m_DisplayMode = kDisplayViewport; // Editor 视口为默认形态
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};
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} // namespace Engine
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#endif //HELLOVULKAN_SCENERENDERER_H
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