Bevy 渲染图结构

Bevy 渲染图结构介绍 ​

RenderGraph 是bevy用来处理渲染工作负载的任务调度器，是由Nodes和Edges（节点和边）连接成一个有向无环计算图。 每个节点代表一个执行渲染工作的独立单元（一个任务），边表示节点间的依赖关系（执行顺序）。

Node ​

• 节点由RenderGraph调用，具体是由RenderGraphRunner调用run_graph运行节点，同时也会运行节点的SubGraph。查看源码
• RenderGraph会由render_system调用。查看源码

节点的trait定义:

pub trait Node: Downcast + Send + Sync + 'static {
    /// Specifies the required input slots for this node.
    /// They will then be available during the run method inside the [`RenderGraphContext`].
    fn input(&self) -> Vec<SlotInfo> {
        Vec::new()
    }

    /// Specifies the produced output slots for this node.
    /// They can then be passed one inside [`RenderGraphContext`] during the run method.
    fn output(&self) -> Vec<SlotInfo> {
        Vec::new()
    }

    /// Updates internal node state using the current render [`World`] prior to the run method.
    fn update(&mut self, _world: &mut World) {}

    /// 运行图节点逻辑，发出draw调用，更新输出槽
    /// 并可选地将子图排队执行。图形数据、输入和输出值通过RenderGraphContext传递。
    fn run<'w>(
        &self,
        graph: &mut RenderGraphContext,
        render_context: &mut RenderContext<'w>,
        world: &'w World,
    ) -> Result<(), NodeRunError>;
}

Node::run 提供了节点不可变引用，RenderGraphContext和RenderContext可变引用，以及World不可变引用。

1. RenderGraphContext主要用于运行SubGraph(run_sub_graph())。其具有的插槽功能，不必理会，源代码中也只有test用例。
   • 参考CameraDriverNode，查看源码
2. RenderContext 能够获取用于渲染的GPU实例，如CommandEncoder,RenderDevice, TrackedRenderPass等实现调用GPU进行绘制图形。
   • 示例：MainOpaquePass2dNode、MainTransparentPass2dNode。
   Rust

   render_context.add_command_buffer_generation_task(move |render_device|{
       // Command encoder setup
       let mut command_encoder =
           render_device.create_command_encoder(&CommandEncoderDescriptor {
               label: Some("main_opaque_pass_2d_command_encoder"),
       });
   
       // Render pass setup
       let render_pass = command_encoder.begin_render_pass(&RenderPassDescriptor {
           label: Some("main_opaque_pass_2d"),
           color_attachments: &color_attachments,
           depth_stencil_attachment,
           timestamp_writes: None,
           occlusion_query_set: None,
       });
       let mut render_pass = TrackedRenderPass::new(&render_device, render_pass);
       // ...该位置会由RenderPhase 调用render函数，这里两种节点处理方式不一样
       pass_span.end(&mut render_pass);
       drop(render_pass);
       command_encoder.finish()
   });

3. World能够获取所有注册在RenderWorld中的Resource。作为渲染所需要的资源。比如PipelineCache等资源，
   • 示例：
   Rust

   let pipeline_cache = world.resource::<PipelineCache>();
   // Or
   let Some(pipeline_cache) = world.get_resource::<PipelineCache>() else {
       return Ok(());
   }

节点也能够查询Component（经过Extract阶段提取到渲染世界中的实体）

• 示例：依旧参考CameraDriverNode
  Rust

      pub struct CameraDriverNode {
          cameras: QueryState<&'static ExtractedCamera>,
      }

  此时需要特化Node的update方法。
  Rust

  impl Node for CameraDriverNode {
      fn update(&mut self, world: &mut World) {
          self.cameras.update_archetypes(world);
      }
  }

ViewNode ​

实现该trait的节点由ViewNodeRunner执行，ViewNodeRunner是一个泛型结构体，因此它可以被不同的实现特化。 ViewNodeRunner实现了Nodetrait。查看源码

impl<T> Node for ViewNodeRunner<T>
where
    T: ViewNode + Send + Sync + 'static,
{
    fn update(&mut self, world: &mut World) {
        self.view_query.update_archetypes(world);
        self.node.update(world);
    }

    fn run<'w>(
        &self,
        graph: &mut RenderGraphContext,
        render_context: &mut RenderContext<'w>,
        world: &'w World,
    ) -> Result<(), NodeRunError> {
        let Ok(view) = self.view_query.get_manual(world, graph.view_entity()) else {
            return Ok(());
        };

        ViewNode::run(&self.node, graph, render_context, view, world)?;
        Ok(())
    }
}

减少了Node获取Component和更新QueryState的模板代码，同时又能实现运行属于不同的Camera的ViewEntities。 在CameraDriverNode中中ViewNode节点只负责渲染当前Camera中内容。 多个Camera由SortCamera（已经排好序）在CameraDriverNode的run函数中一次执行，运行每一个Camera下的SubGraph。