英偉達用Asteroids展示網格著色技術

　　2018年12月20日，英偉達的Asteroids demo展示了在場景中渲染大量復雜的對象時，英偉達圖靈GPU架構中內置的網格著色技術將能夠顯著提高性能和圖像質量。以下視頻重點介紹了Asteroids demo中的網格著色器功能。

　　圖靈帶來了基于任務和網格著色器的新型可編程幾何著色管道。這種全新的著色器類型將計算編程模型的優勢帶到了圖形管道。并非是在固定功能管道中處理每個線程的頂點，新管道主要是利用應用程序定義的規則，并通過協作線程組來在芯片上生成緊湊網格(meshlets)。這種方法極大地提高了幾何處理管理的可編程性，實現了高級剔除技術，LOD(Level-of-detail)，甚至是完全程序化的拓撲生成。更多信息可訪問圖靈網格著色器的詳細技術介紹。

　　通過將對象列表處理的關鍵性能瓶頸從CPU轉到高度并行的GPU網格著色程序，Asteroids可以實現非常高的幀速率。在任何給定時間內，從包含數萬億個潛在可見三角形的極大數據集開始，著色器可以有效地消除永遠不可見的圖元，并僅著色對顯示像素有貢獻的圖元。

　　在demo中，每個單獨的小行星模型都由10個LOD組成，最高的level包含多達600萬個三角形，如圖1所示。即便玩家非�？拷�小行星，這種幾何細節都能夠令小行星保持非常細致的外觀。你可以通過切換到線框模式來檢查三角形網格。激活“Visualize LOD level”則會根據當前的LOD來繪制每個小行星的顏色，并顯示網格著色器是如何在不同的LOD之間實現流暢過渡。最后，你可以關閉動態LOD系統，然后可以選擇顯示前7個LOD中的任何一個。

　　除了動態LOD，網格著色還允許實現智能剔除系統，這大大提高了渲染效率。demo中的剔除是按層次結構進行。

　　首先，任務著色器檢查整個小行星的可見性。并確定采用哪一個LOD。

　　然后，網格著色器將測試sub-parts或meshlets。

　　最后，GPU硬件將剔除剩余的三角形。

　　在圖靈架構出現之前，GPU不得不單獨剔除每個三角形，這對GPU和CPU帶來了十分繁重的工作負載。

　　通過將高效的GPU剔除和LOD技術結合在一起，英偉達將繪制的三角形數量減少了幾個數量級，僅保留了維持極高圖像保真度所需的數量。你可以在屏幕下角看到實時繪制的三角形計數器。網格著色器可以實現非常有效的，僅針對正在渲染內容的解決方案。

　　demo中沒有采用曲面細分，而包括數百萬個粒子在內的所有對象都利用的Mesh Shading(網格著色)。

　　英偉達建議你使用游戲手柄來控制camera，以及太空飛船的移動。demo同時支持鼠標和鍵盤移動。