UE4（面向PC&主机平台）场景渲染的缺陷和挑战

仅讨论静态场景渲染，不包括地形

当前场景制作挑战

随着最近几年生产技术的迭代推进，逐渐出现以下的需求和挑战：

小范围高密度静态场景
较低可复用度场景（大部分物件不可重用，MegaScan素材）
过程化生成场景（实例化渲染物件）
可破坏场景（主要由刚体构成）

UE4原生引擎不足

MaterialInstance方式对uber material的支持力度不够
数据驱动的渲染支持不够（材质描述方式对数据驱动的改造不友好，虽然有PrimitiveCustomData支持）
StaticMesh数量过多的场景渲染对CPU负担较大，面数复杂度高的StaticMesh对GPU负担大
- 虽然UE5一部分解决了该问题
  - 虚拟几何体
  - 层次化管理和表达复杂模型
  - 混合光栅化
HISM针对性的优化力度不够，还需要针对性地管理内存，剔除和渲染：
- 建筑（HISM批次合并不彻底）
- 草（运行时的生成，实例化的渲染还有很大优化空间）
- 树木（树木本身的mesh复杂也是瓶颈），需要增加层次化的表达

国外AAA引擎的设计

数据驱动方式的渲染
- 全游戏场景物件统一的层次化的数据结构CPU&GPU管理和剔除
  - 每个场景节点标记了物件类型
  - 不同类型的节点可以针对性选择子节点的管理和剔除方式
    - 有的引擎对复杂的树木也进行层次化的剔除和渲染
- 尽可能使用shader固化材质模板，xml描述材质，达成更方便的合批
- 同样实现了CPU（用于遮挡剔除）和GPU的软件光栅化
  - 利用更小的compute调度单位（wavefront/warp）实现软件光栅化(Emulating a fake retro GPU in Vulkan compute)
  - UE5的混合光栅化方案
- 复杂物件（建筑，扫描场景）层次化表示和运行时剔除（GPU Driven Rendering, Dunia Engine）
- 运行时利用GPU的过程化数据生成（Horizon：Decima Engine）