D3D10/11中的遮挡查询的使用

原文:D3D10/11中的遮挡查询的使用

      在D3D10/11中，有D3D10_QUERY/D3D11_QUERY接口，通过QUERY接口，我们可以查询GPU的一些状态，比如GPU的时间戳信息(Timestamp）[这个常用来做performance分析]，或者遮挡查询信息等等。我们通过directx sdk中的例子来看看在D3D10/11中，如何使用遮挡查询。源文件目录：SDK root\Samples\C++\Direct3D10\DrawPredicated

     首先看看场景中包含哪些物体：6个望远镜(望远镜是高模，mesh数目比较多)，望远镜中间有个灯塔形状的物体，再就是立方体表示的城市模型，另外还有还有一个没有显示的物体，就是望远镜的包围盒(低模)，当我们勾选了Render Occluders后，就可以看到该包围盒。

     

     

       从D3D11教程管线的介绍中我们知道，当D3D把Draw传给GPU时候，通常要经过Command Processor-Vertex shader-PA(体元装配)-RS(光栅化)-Pixel shader-color buffer，这几个阶段(不考虑GS和 Tessllation)。

      一个三角形，经过一个很长的渲染管线，最终会在屏幕上显示出来，要是像上图中的望远镜一样，它在我们的视野中，还好，如果像下图一样，我们眼前是一堵墙，后面的物体根本看不到，但是这些高模的望远镜，VS和PS还是要做，会消耗很多的GPU时间，如果我们使用遮挡查询预测的功能，对高模的望远镜，给其配备一个贴身的低模包围盒，通过查询包围盒的遮挡情况，如果包围盒在当前帧中，所有采样(在深度测试时候，是以sample为单位，看以看下关于msaa的教程)都z fail，则查询

D3D10_QUERY_OCCLUSION_PREDICATE返回false，如果有任何一个采样z pass则返回true，在返回false的情况下，意味着包围盒在当前帧中，完全不可见，那么包围盒当中的望远镜，当然也是完全不可见，这时在渲染望远镜时，我们可以启动预测功能，就是根据包围盒的的遮挡查询结果来渲染，在gpu硬件层次，在command processor中，它就会丢弃该draw，不会做vs和ps，这样就可以有效的提高FPS。比如下面二图，启用prediction的情况下，FPS是460帧，没有启用的情况下，只有261。

 

 

代码的实现也很简单：

首先要定义预测变量

ID3D10Predicate*                    g_pPredicate[NUM_MICROSCOPE_INSTANCES] = {NULL};

因为场景中有6个望远镜，所以通过一个数组来表示所有预测变量，

在程序初始化时候，会创建这些遮挡查询预测：

// 创建预测

D3D10_QUERY_DESC qdesc;
qdesc.MiscFlags = D3D10_QUERY_MISC_PREDICATEHINT;
qdesc.Query = D3D10_QUERY_OCCLUSION_PREDICATE;
for( int i = 0; i < NUM_MICROSCOPE_INSTANCES; i++ )
{
    V_RETURN( pd3dDevice->CreatePredicate( &qdesc, &g_pPredicate[i] ) );
}

渲染包围盒和望远镜时候，要保持他们渲染的前后顺序

// 渲染望远镜的包围盒

for( int i = 0; i < NUM_MICROSCOPE_INSTANCES; i++ )
{
    D3DXMATRIX mMatRot;
    D3DXMATRIX mWVP;
    D3DXMatrixRotationY( &mMatRot, i * ( D3DX_PI / 3.0f ) );
    mWVP = mMatRot * mWorldViewProj;
    g_pmWorldViewProj->SetMatrix( ( float* )&mWVP );

   // 渲染包围盒mesh，注意被一个预测变量包在中间

    //而且用g_pRenderOccluder渲染时，包围盒并不会在屏幕上显示出来，而是通过alpha blending丢掉的它的渲染结果，但是深度信息会被保存在memory中，以便下面渲染望远镜时候，使用它的z pass信息进行预测。

    if( g_bUsePredication )
    {
        g_pPredicate[i]->Begin();
        g_OccluderMesh.Render( pd3dDevice, g_pRenderOccluder );
        g_pPredicate[i]->End();
    }
}

// 渲染包围盒后再渲染望远镜，注意预测功能开启与关闭的代码。

for( int i = 0; i < NUM_MICROSCOPE_INSTANCES; i++ )
{
    D3DXMATRIX mMatRot;
    D3DXMATRIX mWVP;
    D3DXMatrixRotationY( &mMatRot, i * ( D3DX_PI / 3.0f ) );
    mWVP = mMatRot * mWorldViewProj;
    g_pmWorldViewProj->SetMatrix( ( float* )&mWVP );

    if( g_bUsePredication )
    {
        pd3dDevice->SetPredication( g_pPredicate[i], FALSE );
    }

    g_HeavyMesh.Render( pd3dDevice, g_pRenderTextured, g_pDiffuseTex );

    if( g_bUsePredication )
    {
        pd3dDevice->SetPredication( NULL, FALSE );
    }