UnleashedRecomp纹理压缩技术：DDS格式处理与GPU加速渲染-优快云博客

UnleashedRecomp纹理压缩技术：DDS格式处理与GPU加速渲染

【免费下载链接】UnleashedRecomp An unofficial PC port of the Xbox 360 version of Sonic Unleashed created through the process of static recompilation. 项目地址: https://gitcode.com/GitHub_Trending/un/UnleashedRecomp

纹理压缩技术架构概述

UnleashedRecomp作为Xbox 360平台《索尼克释放》的非官方PC移植项目，通过静态重编译技术实现跨平台渲染。其纹理系统采用DirectDraw Surface（DDS）格式作为核心纹理容器，结合GPU着色器流水线实现高效纹理压缩与渲染加速。项目纹理处理模块主要分布在UnleashedRecomp/gpu/目录下，包含格式解析、压缩算法和着色器优化三个关键层次。

DDS格式解析与资源管理

纹理资源结构定义

GuestTexture结构体作为DDS纹理在内存中的核心表示，定义于UnleashedRecomp/gpu/video.h：

struct GuestTexture : GuestBaseTexture
{
    uint32_t depth = 0;
    RenderTextureViewDimension viewDimension = RenderTextureViewDimension::UNKNOWN;
    void* mappedMemory = nullptr;
    std::unique_ptr<RenderFramebuffer> framebuffer;
    std::unique_ptr<GuestTexture> patchedTexture;
    std::unique_ptr<GuestTexture> recreatedCubeMapTexture;
    struct GuestSurface* sourceSurface = nullptr;
};

该结构继承自GuestBaseTexture，扩展了深度缓冲区、纹理视图维度和内存映射等关键属性，支持MIP贴图、立方体纹理等复杂纹理类型的处理。

纹理加载流程

纹理加载通过LoadTexture函数实现（UnleashedRecomp/gpu/video.h），支持ZSTD压缩纹理的即时解压缩：

#define LOAD_ZSTD_TEXTURE(name) LoadTexture(decompressZstd(name, name##_uncompressed_size).get(), name##_uncompressed_size)

此宏定义实现了压缩纹理的透明加载机制，先通过decompressZstd函数解压ZSTD压缩的DDS数据，再传递给LoadTexture进行格式解析和GPU资源创建。

纹理压缩格式与GPU渲染管线

压缩纹理格式支持

项目支持多种DDS压缩格式，在UnleashedRecomp/gpu/video.h中定义了关键纹理格式枚举：

enum GuestFormat
{
    D3DFMT_A16B16G16R16F = 0x1A22AB60,  // 16位浮点RGBA格式
    D3DFMT_A8B8G8R8 = 0x1A200186,       // 32位RGBA格式
    D3DFMT_D24FS8 = 0x1A220197,         // 24位深度+8位模板格式
    D3DFMT_G16R16F = 0x2D22AB9F,        // 16位浮点RG格式
    // ... 其他格式定义
};

这些格式对应DDS文件的像素格式规范，支持从传统32位未压缩格式到BCn系列压缩格式的广泛覆盖。

着色器资源绑定机制

纹理采样通过推送常量（Push Constants）实现高效的GPU资源索引绑定，定义于UnleashedRecomp/gpu/shader/copy_common.hlsli：

struct PushConstants
{
    uint ResourceDescriptorIndex;
};

[[vk::push_constant]] ConstantBuffer<PushConstants> g_PushConstants : register(b3, space4);

这种机制允许在绘制调用时动态更新纹理资源索引，避免频繁的着色器重编译，特别适合纹理数组和动态纹理切换场景。

纹理压缩优化技术

多级纹理过滤实现

项目实现了完整的纹理过滤系统，在UnleashedRecomp/gpu/video.h定义了过滤模式枚举：

enum GuestTextureFilterType
{
    D3DTEXF_POINT = 0,   // 点过滤
    D3DTEXF_LINEAR = 1,  // 线性过滤
    D3DTEXF_NONE = 2     // 无过滤
};

结合纹理地址模式（UnleashedRecomp/gpu/video.h），实现了包括各向异性过滤在内的高级纹理采样特性，提升压缩纹理的视觉质量。

渲染状态管理

纹理压缩渲染依赖精细化的渲染状态控制，UnleashedRecomp/gpu/video.h定义了关键渲染状态枚举：

enum GuestRenderState
{
    D3DRS_ZENABLE = 40,            // 深度测试启用
    D3DRS_ALPHABLENDENABLE = 60,   // 混合启用
    D3DRS_SRCBLEND = 72,           // 源混合因子
    D3DRS_DESTBLEND = 76,          // 目标混合因子
    D3DRS_COLORWRITEENABLE = 212   // 颜色通道写入控制
};

这些状态通过GuestDevice结构体（UnleashedRecomp/gpu/video.h）进行集中管理，确保压缩纹理在不同渲染阶段的正确呈现。

性能优化与未来展望

UnleashedRecomp的纹理压缩技术通过以下手段实现性能优化：

多级缓存机制：利用RenderTexture和RenderFramebuffer实现GPU端纹理缓存
异步编译：StartPipelinePrecompilation函数实现着色器预编译
格式转换：硬件加速的纹理格式转换，支持运行时DDS格式切换

未来可考虑引入BC7纹理压缩算法和纹理流式加载技术，进一步降低内存带宽占用，提升大型场景的加载速度。项目纹理系统的模块化设计（UnleashedRecomp/gpu/）为这些优化提供了良好的扩展基础。

创作声明：本文部分内容由AI辅助生成（AIGC），仅供参考