GPU驱动的渲染pipeline

==overview==

随着硬件的发展，我们可以看到GPU的计算能力远远的把CPU抛在后面，所以把更多的CPU端的计算放在GPU端，可以说是一个行业一直努力的方向。
渲染端cpu上面，一直以来，剔除和提交drawcall都是cpu做的，这部分一方面cpu可怜的计算力只能做的很粗糙，一方面消耗颇高，导致国内游戏行业谈性能必谈drawcall数量。
这部分离GPU很近，所以当然要先下手了。
其实早在PS3时代，强劲的spu，一定程度上我们可以理解为是一个更通用的GPGPU，就承担了这个任务，更激进的剔除和替代cpu进行drawcall提交，都让性能在cpu有质的飞跃，gpu也同时受益。

从dx11开始，都支持渲染的对象的部分参数由GPU来生成，可以说GPGPU来做这个事情的条件就也成熟了。
整体上在性能上的收获是非常大的。
从15年的siggraph开始，ubi和EA都相继做了不少的分享：

• siggraph15, < GPU-Driven Rendering Pipelines> @ ubisoft
• gdc16, < Optimizing the Graphics Pipeline With Compute> @ EA
• gdc18, TerrainRenderingFarCry5 @ ubisoft
• …

总的看来，GPU driven pipeline是有两个部分：

• 剔除–不只是offload了cpu的工作，进一步在gpu上做更aggressive的cull
• 提交–目标是一个drawcall结束战斗，根据实际情况进行折中了

==剔除==
这部分是通过gpgpu来先对要渲染的object进行剔除，这里ubi和ea都分成两个level来做，cluster和triangle

=cluster level cull=

把mesh分成固定的一些cluster，比如6400 vertices就分成100个cluster，每个cluster 64vertices，然后进行bound和orientation的cull。

=triangle level cull=
这里的backface，small area triangle都是老生常谈。
depth buffer这个，可以
- 在pc上使用cpu software rasterizer
- depth prepass, 然后downsample
- 使用上一帧的depth buffer做一个reprojection
使用其中的1个或几个组合。

==提交==
这里普遍的遇到项目老代码的问题，如果是dx12或者基于virtual texture的项目会简单些。
简单讲，就是要绑定的资源如果非常不同，还是难以硬放在一起来渲染。
这里< assassin’s creed:unity >就是没法改的彻底，所以还是依据material来batch，那么可以说gpu driven的就相当不彻底。
而redlynx，pipeline是有比较重的virtual texture，farcry5的地形有virtual texture，那么资源就不需要改变绑定，那么就可以一个drawcall搞定一切，达到一个更彻底的gpu driven的程度。
dx12对此有更好的支持，可以更彻底的gpu driven了。

==效率对比==

• 刺客信条，应该说几个paper里面受益最少的，但也非常的可观
  
  • cpu 比前一座，10x的obj，但是cpu却快了25%
  • gpu也少渲染了20%到80%的triangle
    farcry5
• gpu把quadtree traverse到lod map以及各种cull，0.1ms搞定。。。比cpu真是绝对优势