VS2017下用Graphics Debugger调试UnityShader

本文详细介绍如何使用Visual Studio Graphics Debugger调试Unity中的Shader。首先通过在Shader中加入特定代码启用调试符号,然后将Unity项目打包成PC平台的exe文件,接着利用VS2017创建空项目并加载该exe文件,最后通过图形调试功能进行Shader断点调试。


第一步,为shader加特殊代码

为需要断点的Shader加上 “#pragma enable_d3d11_debug_symbols”,如下所示:
Shader "Unlit/NewUnlitShader"
{
	Properties
	{
		_MainTex ("Texture", 2D) = "white" {}
	}
	SubShader
	{
		Tags { "RenderType"="Opaque" }
		LOD 100

		Pass
		{
			CGPROGRAM
			#pragma vertex vert
			#pragma fragment frag
			// make fog work
			#pragma multi_compile_fog
			#pragma enable_d3d11_debug_symbols  //需要断点调试的Shader加上的
			
			#include "UnityCG.cginc"

			struct appdata
			{
				float4 vertex : POSITION;
				float2 uv : TEXCOORD0;
			};

			struct v2f
			{
				float2 uv : TEXCOORD0;
				UNITY_FOG_COORDS(1)
				float4 vertex : SV_POSITION;
			};

			sampler2D _MainTex;
			float4 _MainTex_ST;
			
			v2f vert (appdata v)
			{
				v2f o;
				o.vertex = mul(UNITY_MATRIX_MVP, v.vertex);
				o.uv = TRANSFORM_TEX(v.uv, _MainTex);
				UNITY_TRANSFER_FOG(o,o.vertex);
				return o;
			}
			
			fixed4 frag (v2f i) : SV_Target
			{
				// sample the texture
				fixed4 col = tex2D(_MainTex, i.uv);
				// apply fog
				UNITY_APPLY_FOG(i.fogCoord, col);
				return col;
			}
			ENDCG
		}
	}
}




第二步,打包程序到PC平台,变为 exe 执行文件







第三步,打开VS2017,新建一个C++空项目,然后点击: 文件->打开->项目/解决方案,直接打开刚才打包出来的 test.exe 文件,得到的如下所示:





第四步,点击VS2017的开始调试图形功能,也就是:  调试->图形->启动图形调试(Alt+F5),得到下面的




然后点击开始的按钮,等进入游戏后,进行截屏,可以直接用截屏按钮或者点击捕获帧数,得到如下所示:




双击 10:35:47 的那帧画面,进入 debug 界面,如下所示:




在“呈现目标”面板选中一个像素,然后点击“”像素历史记录“”的面板的小绿色三角形按钮,可以进入VertexShader或者PixelShader 来断点查看具体的参数,如下所示:







最后还需要强调的问题

(1)注意打包的 exe 执行程序是在PC平台上的,因为PC平台上运行的是Directx11,而VS的Graphics Debugger就是为 Directx 的调试专用的。
(2)注意在需要断点调试的Shader加上 “‘#pragma enable_d3d11_debug_symbols”,不加的话,会在查看VertexShader或者PixelShader的具体参数时跳出下面这个异常:



这跟我的另外一篇博客其实是一个样 (VS2015环境下)用Visual Studio Graphics Debugger调试Shader

以后可能会很少写博客了,因为太浪费时间了。
<think>我们正在讨论如何调试Unity中的ComputeShader。根据引用[2],ComputeShader运行在GPU上,不经过渲染管线,因此调试起来比CPU代码更复杂。以下是一些常见的调试方法: 1. **使用RenderDoc**:RenderDoc是一款图形调试工具,可以捕获GPU上的操作,包括ComputeShader的执行。通过分析捕获的帧,可以查看Shader的执行状态和输出结果。 2. **输出调试信息到纹理或缓冲区**:由于ComputeShader不能直接打印信息,我们可以将中间结果写入到纹理或缓冲区,然后在CPU端读取并分析。例如,我们可以创建一个临时缓冲区,将需要调试的值写入其中,然后在C#脚本中使用`ComputeBuffer.GetData`方法读取数据并打印。 3. **在Shader中使用条件语句输出特定值**:例如,我们可以使用`if`语句检查特定条件,然后输出一个明显的颜色或值(如纯红色或一个很大的数值)来标记问题区域。 4. **使用Unity的Frame Debugger**:虽然Frame Debugger主要用于渲染管线,但有时也可以帮助查看ComputeShader的输出如何影响渲染。 5. **简化问题**:将复杂的ComputeShader拆分成多个简单的步骤,逐步验证每个步骤的输出。 6. **使用可视化工具**:将计算结果可视化,例如将缓冲区数据绘制到纹理上并在屏幕上显示,这样可以通过视觉方式检查数据是否正确。 根据引用[4],在C#脚本中,我们可以通过`ComputeBuffer.GetData`方法读取缓冲区数据。例如,在调试时,我们可以这样做: ```csharp // 假设我们有一个ComputeBuffer mDebugBuffer; float[] debugData = new float[bufferSize]; mDebugBuffer.GetData(debugData); // 然后遍历debugData并打印或分析 ``` 另外,引用[3]和[4]展示了如何设置ComputeBuffer和调度ComputeShader,我们可以利用这些操作来设置调试缓冲区。 **步骤示例**: 1. 在ComputeShader中声明一个用于调试的缓冲区: ```hlsl RWStructuredBuffer<float> DebugBuffer; ``` 2. 在需要的地方写入调试值,例如: ```hlsl DebugBuffer[threadId] = someValue; // 将需要检查的值写入 ``` 3. 在C#脚本中,创建一个对应的ComputeBuffer,并在调度后读取数据: ```csharp // 创建调试缓冲区,假设大小为100 mDebugBuffer = new ComputeBuffer(100, sizeof(float)); computeShader.SetBuffer(kernel, "DebugBuffer", mDebugBuffer); // 调度ComputeShader computeShader.Dispatch(kernel, threadGroupsX, threadGroupsY, threadGroupsZ); // 读取数据 float[] debugValues = new float[100]; mDebugBuffer.GetData(debugValues); // 打印或分析debugValues ``` 注意:频繁地读取缓冲区数据会带来性能开销,因此只应在调试时使用。 此外,引用[5]提到使用CUDA时可以使用`cudaMemcpy`和`cuda_Synchronize`,但在Unity中,我们使用`ComputeBuffer.GetData`来读取数据,并且要注意在读取之前确保ComputeShader执行完成(通常,GetData会等待GPU执行完成)。 **总结**:调试ComputeShader的主要挑战在于无法直接打印日志,因此需要将中间结果传回CPU进行分析。通过输出到缓冲区并读取是最常用的方法。 §§相关问题§§ 1. 如何避免频繁读取ComputeBuffer带来的性能问题? 2. 除了RenderDoc,还有哪些工具可以调试Unity的ComputeShader? 3. 如何可视化ComputeShader的计算结果?</think>### Unity中ComputeShader的调试方法 调试Unity中的ComputeShader需要特殊技巧,因为GPU代码无法像CPU代码那样直接断点调试。以下是几种有效的调试方法: 1. **输出缓冲区调试法**(最常用) - 在ComputeShader中创建专用调试缓冲区: ```hlsl RWStructuredBuffer<float> DebugBuffer; // 声明调试缓冲区 ``` - 在关键位置写入调试值: ```hlsl DebugBuffer[threadID.x] = suspiciousValue; // 捕获可疑值 ``` - 在C#脚本中读取并打印: ```csharp float[] debugData = new float[debugBufferSize]; debugBuffer.GetData(debugData); Debug.Log("Debug values: " + string.Join(",", debugData)); ``` *适用于检查中间计算结果和线程级数据[^3][^4]* 2. **纹理可视化调试** - 将计算结果输出到RenderTexture: ```csharp RenderTexture debugTex = new RenderTexture(512, 512, 0); debugTex.enableRandomWrite = true; computeShader.SetTexture(kernel, "ResultTex", debugTex); ``` - 在场景中创建临时Quad显示该纹理: ```csharp GameObject.CreatePrimitive(PrimitiveType.Quad) .GetComponent<Renderer>().material.mainTexture = debugTex; ``` *适用于空间数据可视化(如高度图、UV映射等)[^2]* 3. **条件性着色法** - 在Shader中添加调试分支: ```hlsl if (isProblemArea) { result = float4(1,0,0,1); // 用红色标记问题区域 } ``` *快速定位异常区域[^1]* 4. **外部工具配合** - 使用**RenderDoc**捕获GPU指令: - 在Unity编辑器启动参数添加 `-force-gfx-direct` - 捕获帧后检查ComputeShader内存状态 - 使用**Nsight Graphics**(NVIDIA)或**Radeon GPU Profiler**(AMD)进行底层分析 5. **分步验证法** ```csharp // 1. 验证缓冲区绑定 computeShader.SetBuffer(kernel, "MainBuffer", mainBuffer); // 2. 验证初始数据 mainBuffer.SetData(initialData); // 3. 小规模调度(1x1x1线程组) computeShader.Dispatch(kernel, 1, 1, 1); // 4. 逐步增加线程组规模 computeShader.Dispatch(kernel, 8, 8, 1); ``` *避免一次性调试完整逻辑[^4]* **调试注意事项**: 1. 线程同步问题:使用`GroupMemoryBarrierWithGroupSync()`确保组内同步 2. 缓冲区越界:始终检查`SV_DispatchThreadID`是否超出有效范围 3. 数据类型匹配:确保C#与HLSL中的结构体字节对齐一致 4. 资源释放:在`OnDisable()`中释放ComputeBuffer避免内存泄漏[^4] > ⚠️ 重要提示:在编辑器调试时,建议在`Player Settings`中关闭`Graphics Jobs`,否则可能出现设备丢失错误。
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