該文檔為學習文檔，如有錯誤歡迎指正。

1. D3D11 Compute Shader概述

Compute Shader 是一個通用計算 Stage。它利用了GPU的并行處理器，實現大量線程并發執行。它可以獨立于渲染管線之外，計算完成的數據可以在CPU回讀；也可以結合到渲染管線中，利用GPU Buffer與其他Stage進行通信。

HLSL中的Compute Shader的編寫：其main(參數：線程id)函數，實際上是單個線程的執行代碼；main函數的參數，是線程的id標識，即用來定位該線程，以便于在Buffer中定位數據。

D3D11中Compute Shader 的執行：->Dispatch(線程組數量)，即通知GPU執行多少線程組，并且執行完返回。

2. Unity和UE4 的Compute Shader 概述

(1) Unity

Unity 在編輯器中暴露了 *.shader(vertex shader、pixel shader)和*.compute(compute shader) ，可以直接在編輯器中創建并使用。其中Shader 在 Material被引用；而Compute Shader 獨立使用。 Compute Shader 在Unity中2種類型的應用方式：

①　創建“*.compute”。編寫hlsl代碼。若需要與其他Shader通信，則編寫C#代碼實現通信，實際上就用公用Buffer。

②　隱含在VFX中被創建。Visual FX （Unity 的GPU 粒子的可視化編輯器），定義了一類新的資源*.vfx。這是一個gpu粒子資源。該資源可以包含若干個*.shader和若干個*.compute，并且這些隱含資源是unity根據編輯好的節點邏輯自動生成的。

(2) UE4

UE4在編輯器中沒有暴露 Shader的概念，只有材質節點編輯器。Compute shader 與其他Stage的Shader一起被封裝在了底層，各類Shader(VS、HS、DS、PS、GS、CS)用一個枚舉來進行區別。而Compute Shader在UE4引擎代碼中 主要被分成3類來使用

①　MaterialShader：需要從材質中獲取信息的Compute Shader。目前UE4.19里只有一個這樣的Compute Shader；其他MaterailShader都為VS、HS、DS、PS、GS

②　GlobalShader：全局的ComputeShader。這類ComputeShader有一百多個實例。(應用范圍,摘錄自UE使用到的一些文件名: ParticleBound、ParticleSort、GPUSkinCache、GPUSort、Morph、PostProcess、Shadow、DistanceFieldAO、DistanceFieldGI、DistanceFieldShadow等等)

③　NiagaraShader： Niagara是一個UE4自己的插件，一個粒子編輯器。與MaterialShader類似，它應該也是可以根據不同的粒子，生成不同的Shader。實際上它只有一個對應的shader文件，但是可以根據粒子編輯器的編輯，生成一個hlsl的函數，插入到這個shader文件已有的代碼模板中，從而產生不同的compute shader。(在代碼中有看到插入函數的代碼拼接過程；產生不同的cs則暫為個人推測)

3. Compute Shader

(1) D3D11相關接口和相關Flag參數

(2) HLSL語法

① Buffer聲明

Buffer類型：StructuredBuffer、RWStructuredBuffer、ByteAddressBuffer、RWByteAddressBuffer、AppendStructuredBuffer、ConsumeStructuredBuffer、IncrementCounter、DecrementCounter、TextureXD（應該還沒列全）。其中“RW”前綴表示可讀寫

關鍵字groupshared：線程組內共享的buffer。

② 線程組內線程數量聲明

[numthreads(x,,y,,z,)]

線程組的數量由D3D的接口Dispatch的參數來決定。

而一個線程組內線程的數量則在hlsl里確定，關鍵字為numthreads。組內線程數量 = x,*y,*z,

③ Main函數

為單個線程的執行代碼

參數可以選取以下：

1) SV_GroupThreadID：(x,y,z)線程組內線程id

2) SV_GroupID：(x,y,z)線程組id

3) SV_DispatchThreadID：(x,y,z)在所有線程中的線程id

4) SV_GroupID：計算出來的線程組id(一個int)

4. Unity 的 Compute Shader

(1) Unity Compute Shader 文件內容

Unity關鍵字：Kernel（對應一個compute shader main 函數）

文件后綴：*.compute

語法：hlsl

(2) Unity C#ScriptingAPI 內Compute Shader相關

① 類ComputeShader

② 類ComputeBuffer

5. UE4 的Compute Shader

Compute Shader 被封裝到了UE4的RHI（Render Hardware Interface）的各模塊中；它的使用主要被封裝在了UE4的Renderer模塊中。

(1) RHI（Render Hardware Interface）

外部使用圖形硬件的接口

① IRHIComputeContext：包含compute shader 執行時用到的接口

② IRHICommandContext：繼承IRHIComputeContext。具體化為D3D11的話，包含了D3D11DeviceContext的內容

③ FDynamicRHI:具體化為D3D11的話，包含了D3D11Device的內容。可用于創建Buffer，創建Shader等等

(2) D3D11RHI

① FD3D11DynamicRHI。實現了接口IRHICommandContext和接口FDynamicRHI。

② FD3D11StateCacheBase

這是對D3D11中StateCache的封裝。State包含了 VS、HS、DS、GS、PS、CS.

在渲染時，可以同時設置VS、HS、DS、GS、PS. 在使用CS時，可單獨設置CS。

(3) Renderer模塊中

① FShader

② FShaderReouseces：包含了Shader在RHI的指針

③ FMaterialShader：需要獲取材質信息的Shader

④ FNiagaraShader：Niagara中使用的Shader；Niagara是一個粒子插件。

⑤ FGlobalShader：全局Shader

⑥ FMaterial：只能包含FMaterialShader。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的unity 线程断点时卡机_Compute Shader在Unity和UE4中的应用的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網站內容還不錯，歡迎將生活随笔推薦給好友。