diff --git a/CLAUDE.md b/CLAUDE.md index 438155d..539ebb1 100644 --- a/CLAUDE.md +++ b/CLAUDE.md @@ -36,7 +36,8 @@ bvle-voxels/ │ ├── voxelShadowCS.hlsl # Compute shader RT shadows + raw AO (inline ray queries, Phase 6.2+6.3) │ ├── voxelAOBlurCS.hlsl # Compute shader bilateral AO blur (separable H/V, Phase 6.3) │ └── voxelAOApplyCS.hlsl # Compute shader AO apply + tone mapping + saturation (Phase 6.3 + 7) -└── CLAUDE.md +├── CLAUDE.md +└── TROUBLESHOOTING.md # Pièges techniques, debugging, APIs Wicked ``` ## Build @@ -72,19 +73,14 @@ Le build copie automatiquement : ### Backend graphique -Wicked Engine utilise **DX12 par défaut sur Windows**, Vulkan sur Linux. Les shaders sont écrits en **HLSL** et compilés via DXC vers : -- `shaders/hlsl6/*.cso` pour DX12 -- `shaders/spirv/*.spv` pour Vulkan - -Pour forcer Vulkan sur Windows, passer `"vulkan"` en argument de ligne de commande. +Wicked Engine utilise **DX12 par défaut sur Windows**, Vulkan sur Linux. Les shaders sont écrits en **HLSL** et compilés via DXC. Pour forcer Vulkan sur Windows, passer `"vulkan"` en argument de ligne de commande. ### Point d'entrée et architecture de rendu -`VoxelRenderPath` hérite de `wi::RenderPath3D`. **IMPORTANT** : le rendu voxel utilise ses propres render targets (`voxelRT_`, `voxelDepth_`) et est exécuté dans `Render()` sur un **command list dédié** (`device->BeginCommandList()`). Le résultat est ensuite composité dans `Compose()` via `wi::image::Draw()`. +`VoxelRenderPath` hérite de `wi::RenderPath3D`. Le rendu voxel utilise ses propres render targets (`voxelRT_`, `voxelDepth_`) et est exécuté dans `Render()` sur un **command list dédié**. Le résultat est composité dans `Compose()` via `wi::image::Draw()`. -**NE JAMAIS créer un render pass dans `Compose()`** : cette méthode est appelée à l'intérieur du render pass du swapchain. Imbriquer des render passes est interdit en D3D12 (cause `DXGI_ERROR_INVALID_CALL → device removed`). +**NE JAMAIS créer un render pass dans `Compose()`** : cette méthode est appelée à l'intérieur du render pass du swapchain. Imbriquer des render passes est interdit en D3D12. -Architecture correcte : ``` Render() → RenderPath3D::Render() // Wicked rend sa scène → device->BeginCommandList() // Nouveau cmd list @@ -95,152 +91,7 @@ Compose() → RenderPath3D::Compose() // Wicked affiche son résultat La caméra est gérée manuellement dans `Update()` en écrivant directement `camera->Eye`, `camera->At` (direction LookTo), `camera->Up`. -### APIs Wicked utilisées - -| Besoin | API Wicked | -|--------|-----------| -| Clavier WASD | `wi::input::Down(CHARACTER_RANGE_START + offset)` (pas de `KEYBOARD_BUTTON_W`) | -| Souris delta | `wi::input::GetMouseState().delta_position` | -| Cacher curseur | `wi::input::HidePointer(bool)` | -| Shader loading | `wi::renderer::LoadShader()` - compile auto les .hlsl en .cso si absent | -| PSO states | `wi::renderer::GetRasterizerState()` etc. retournent des pointeurs (pas besoin de `&`) | -| Render pass | `RenderPassImage::RenderTarget(texture, loadOp, storeOp, layoutBefore, layoutAfter, subresource=-1)` | -| Font overlay | `wi::font::Params` est un struct - setter les membres un par un | -| Camera | `CameraComponent::At` est une **direction** (utilisé avec `XMMatrixLookToLH`), pas un point cible | -| Buffer create | `device->CreateBuffer(desc, raw_data_ptr, buffer)` — PAS de `SubresourceData` pour les buffers ! | -| Texture create | `device->CreateTexture(desc, subresourceData_ptr, texture)` — utilise `SubresourceData*` (différent de CreateBuffer) | -| Buffer update | `device->UpdateBuffer(buffer, data, cmd, size, offset)` | -| Push constants | `device->PushConstants(data, size, cmd)` — mappés à `register(b999)`, taille fixe 48 bytes (12 × uint32) | -| Command list | `device->BeginCommandList()` — nouveau cmd list pour render passes séparés | -| Render pass | NE JAMAIS imbriquer ! Un seul render pass actif par command list | -| Debug DX12 | Passer `"debugdevice"` en argument pour activer la couche de debug D3D12 | -| Logging | `wi::backlog::post(message, logLevel)` — préférer au logging fichier | - -### Shaders custom — PIÈGES IMPORTANTS - -Les shaders custom doivent respecter le **binding model de Wicked Engine** : - -1. **Root signature obligatoire** : chaque shader DOIT avoir une root signature DX12 intégrée, soit via `#include "globals.hlsli"` (auto), soit via `[RootSignature(MACRO)]` sur le entry point. - -2. **Root signature Wicked** (HLSL 6.6+) : - - `b999` → push constants (12 × uint32 = 48 bytes max) - - `b0, b1, b2` → CBV root descriptors - - `t0-t15, u0-u15` → dans une descriptor table partagée - - `s0-s7` → samplers dynamiques - - `s100-s109` → static samplers (linear, point, aniso, etc.) - -3. **Chemins des shaders** : - - `SHADERPATH` = `/shaders/hlsl6/` — où les `.cso` compilés sont stockés - - `SHADERSOURCEPATH` = `../../engine/WickedEngine/shaders/` — où les `.hlsl` sources sont cherchés - - Les shaders custom doivent être copiés dans `SHADERSOURCEPATH` (sous-dossier `voxel/`) - - `LoadShader(stage, shader, "voxel/voxelVS.cso")` → compile `SHADERSOURCEPATH/voxel/voxelVS.hlsl` si `.cso` absent - -4. **`dxcompiler.dll` doit être à côté de l'exe** sinon la compilation runtime échoue silencieusement. - -5. **CreateBuffer prend `void*`**, pas `SubresourceData*`. L'API texture (`CreateTexture`) prend bien `SubresourceData*`. - -6. **Winding des triangles — PIÈGE MAJEUR** : - - Wicked Engine utilise `front_counter_clockwise = true` + `CullMode::BACK` (state `RSTYPE_FRONT`). Malgré cela, les quads voxel doivent utiliser un winding **CW** (clockwise) comme défaut, pas CCW. Confirmé empiriquement via `SV_IsFrontFace` : avec des corners CCW standard, DX12 voit tous les triangles comme **back-facing**. - - La règle pour nos tangent axes U/V : - - `cross(U,V) = N` (faces +X, -Y, +Z) → corners **CW** pour être front-facing - - `cross(U,V) ≠ N` (faces -X, +Y, -Z) → corners **CCW** pour être front-facing - - ``` - CW corners: (0,0)(0,1)(1,0), (1,0)(0,1)(1,1) ← défaut - CCW corners: (0,0)(1,0)(0,1), (0,1)(1,0)(1,1) ← faces 1,2,5 - ``` - -7. **DrawInstancedIndirectCount — PIÈGE MAJEUR** : - - Les command signatures de Wicked Engine pour `*IndirectCount` incluent un **push constant** (1 × uint32, écrit dans `b999[0]`) AVANT chaque `D3D12_DRAW_ARGUMENTS`. Le stride par draw entry est donc **20 bytes**, pas 16. - - Layout mémoire du buffer d'args indirect : - ``` - [uint32 pushConstant][uint32 vertexCount][uint32 instanceCount][uint32 startVertex][uint32 startInstance] - 4 bytes 16 bytes (D3D12_DRAW_ARGUMENTS) - = 20 bytes par draw entry - ``` - - Le push constant est écrit automatiquement par `ExecuteIndirect` dans `b999[0]` (premier champ de la struct push constants, soit `chunkIndex` dans notre cas). Les autres champs de b999 (quadOffset, flags...) restent tels que définis par le `PushConstants()` appelé avant `DrawInstancedIndirectCount`. - - **En mode MDI, le push constant est utilisé pour packer `chunkIndex | (faceIndex << 16)`**. Le VS décode ces deux valeurs et reconstruit le quadOffset depuis le `GPUChunkInfo` : - ```hlsl - chunkIndex = push.chunkIndex & 0xFFFF; - faceIdx = push.chunkIndex >> 16; - quadIndex = chunkInfo[chunkIndex].quadOffset + faceOffset[faceIdx] + (vertexID / 6); - ``` - - **Source** : `wiGraphicsDevice_DX12.cpp` lignes 3930-3939 — la command signature est créée par PSO avec `D3D12_INDIRECT_ARGUMENT_TYPE_CONSTANT` + `D3D12_INDIRECT_ARGUMENT_TYPE_DRAW`. - -8. **SV_VertexID et startVertexLocation — PIÈGE MAJEUR** : - - Avec `ExecuteIndirect` (DrawInstancedIndirectCount), `SV_VertexID` **n'inclut PAS de manière fiable** `startVertexLocation` de `D3D12_DRAW_ARGUMENTS`. Observé sur AMD RDNA 4 (RX 9070 XT) : SV_VertexID commence toujours à 0 pour chaque draw, ignorant startVertexLocation. - - **Solution** : toujours mettre `startVertexLocation = 0` dans les indirect args, et passer l'offset des quads par un autre canal (push constant + GPUChunkInfo lookup). Ne JAMAIS compter sur `startVertexLocation` pour encoder un offset dans le mega-buffer. - -9. **Barriers sur buffers indirect — NON NÉCESSAIRES en pratique** : - - Les buffers `Usage::DEFAULT` démarrent en COMMON et décayent vers COMMON après chaque exécution de command list. La promotion implicite COMMON → COPY_DST (via UpdateBuffer) et COMMON → INDIRECT_ARGUMENT (via DrawInstancedIndirectCount) fonctionne sans barriers explicites. C'est le même pattern que les SRV buffers (megaQuadBuffer_, chunkInfoBuffer_) qui passent de COPY_DST à SRV usage sans barrier en Phase 2.1. - - **⚠️ Pour la Phase 2.3 (compute cull)**, des barriers explicites SONT nécessaires : - - `drawCountBuffer_` : COPY_DST → UAV (après UpdateBuffer zero) puis UAV → INDIRECT_ARGUMENT (après dispatch) - - `indirectArgsBuffer_` : UNDEFINED → UAV (COMMON après decay, `ResourceState::UNDEFINED = 0` = COMMON en Wicked) puis UAV → INDIRECT_ARGUMENT - - Wicked Engine appelle `DiscardResource()` quand `state_before == UNDEFINED`, ce qui est OK (le compute écrase les données) - -10. **PushConstants après BindComputeShader — PIÈGE MAJEUR** : - - `PushConstants()` dispatche vers `SetGraphicsRoot32BitConstants` ou `SetComputeRoot32BitConstants` selon l'état actif : - - Si `active_pso != nullptr` → **GRAPHICS** push constants - - Sinon si `active_cs != nullptr` → **COMPUTE** push constants - - Après `BindComputeShader` + `Dispatch`, `active_cs` reste actif. Appeler `PushConstants` à ce moment écrit dans les push constants **compute**, pas **graphics**. Le vertex shader ne voit jamais la valeur ! - - **Règle** : toujours appeler `PushConstants` **APRÈS** `BindPipelineState` (qui set `active_pso`) pour cibler les push constants graphics. L'ordre correct : - ```cpp - BindPipelineState(&pso_); // ← active_pso = &pso_ - PushConstants(&data, ...); // ← SetGraphicsRoot32BitConstants ✓ - Draw*(...); - ``` - -### Diagnostics et debugging - -**Crash handler SEH** (`main.cpp`) : `SetUnhandledExceptionFilter` écrit : -- `bvle_crash.log` : stack trace avec symboles + adresses -- `bvle_crash.dmp` : minidump analysable avec Visual Studio -- Nécessite `dbghelp.lib` et build avec symbols (`RelWithDebInfo` ou `Debug`) - -**D3D12 Debug Layer** : lancer avec `BVLEVoxels.exe debugdevice` pour activer. Active aussi DRED (Device Removed Extended Data) pour diagnostiquer les GPU hangs. - -**Erreurs GPU courantes** : -- `DXGI_ERROR_INVALID_CALL` → render pass imbriqué ou resource state invalide -- `DXGI_ERROR_DEVICE_HUNG` → shader en boucle infinie ou accès mémoire hors limites -- Dialog bloquant avec `messageBox` → vient de `wi::helper::messageBox()`, ne pas confondre avec un crash - -**⚠️ Détection de crash GPU depuis CLI (Claude Code)** : les crashs GPU (`DXGI_ERROR_INVALID_CALL`, device removed) affichent une **modale Windows bloquante** via `wi::helper::messageBox()`. `timeout` tue le process sans détecter le crash. Pour détecter correctement : -1. **NE PAS utiliser `timeout`** pour tester — demander à l'utilisateur de lancer manuellement -2. Vérifier `bvle_backlog.txt` après exécution (contient les erreurs DX12) -3. Vérifier `bvle_crash.log` et `bvle_crash.dmp` pour les crashs SEH -4. Lancer avec `debugdevice` pour obtenir les messages de validation D3D12 détaillés dans le backlog -5. Un exit code non-zéro n'est PAS fiable : `timeout` renvoie 124, la modale attend indéfiniment - -**Backlog Wicked** : `wi::backlog::SetLogFile("bvle_backlog.txt")` redirige les logs vers un fichier. Touche `~` (tilde) pour toggler la console à l'écran. - -### Gestion des resource states DX12 (buffers) - -**Wicked Engine ne fait AUCUN tracking automatique d'état pour les buffers.** Les `GPUBarrier::Buffer(buf, before, after)` sont passées directement à D3D12 sans validation. **Le `state_before` DOIT correspondre à l'état DX12 réel, sinon → DXGI_ERROR_INVALID_CALL.** - -**Pièges critiques :** -- `UpdateBuffer()` → appelle `CopyBufferRegion` sans aucune barrier. Le buffer **DOIT** être en COPY_DST (ou COMMON pour promotion implicite sur frame 1). -- Après `DrawInstancedIndirectCount`, les buffers indirect restent en **INDIRECT_ARGUMENT**. Appeler `UpdateBuffer` dessus au frame suivant → crash car pas de transition INDIRECT_ARGUMENT → COPY_DST. -- Les buffers créés avec `Usage::DEFAULT` démarrent en état **COMMON** (D3D12). COMMON supporte la promotion implicite vers COPY_DST, SRV, etc. mais **PAS vers UAV**. -- Solution recommandée : **tracker l'état manuellement** avec un `mutable ResourceState` et faire des barriers explicites entre chaque usage. - -**Mode debug face-color** : lancer avec `BVLEVoxels.exe debug` pour activer. Génère un monde de test (blocs isolés) et colore chaque face selon sa direction : -- Bright Red / Dark Red = +X / -X -- Bright Green / Dark Green = +Y / -Y -- Bright Blue / Dark Blue = +Z / -Z +> See `TROUBLESHOOTING.md` for the detailed Wicked API reference table, shader binding pitfalls, DX12 resource state management, and debugging guides. ## Détails d'implémentation @@ -255,403 +106,84 @@ Les shaders custom doivent respecter le **binding model de Wicked Engine** : ### PackedQuad (64 bits = 8 octets par quad) ``` -[5:0] position X (0-63) -[11:6] position Y (0-63) -[17:12] position Z (0-63) -[23:18] width (1-32) -[29:24] height (1-32) -[32:30] face (0-5 : +X,-X,+Y,-Y,+Z,-Z) -[40:33] material ID -[48:41] blendMatID (8 bits, matériau voisin pour height-based blending) -[59:49] chunkIndex (11 bits, utilisé par GPU mesh path pour lookup GPUChunkInfo) -[63:60] blendEdges (4 bits : +U(0), -U(1), +V(2), -V(3) — bords avec matériau différent) +[5:0] position X (0-63) [23:18] width (1-32) +[11:6] position Y (0-63) [29:24] height (1-32) +[17:12] position Z (0-63) [32:30] face (0-5) +[40:33] material ID [48:41] blendMatID +[59:49] chunkIndex (11 bits) [63:60] blendEdges (4 bits) ``` ### Binary Greedy Mesher (CPU, `VoxelMesher.cpp`) -1. **Masques binaires** : pour chaque axe (X,Y,Z), `solid[u][v]` = bitmask 32 bits de voxels solides -2. **Face culling** : `visible = solid & ~(solid >> 1)` pour faces positives (shift adapté par direction), avec lookup cross-chunk aux frontières -3. **Greedy merge** : par tranche de profondeur, grille 2D de material IDs, expansion rectangulaire maximale (largeur puis hauteur) +Masques binaires par axe, face culling par shift/XOR, greedy merge rectangulaire par tranche de profondeur. ### Génération procédurale (`VoxelWorld.cpp`) -- Perlin noise 3D (permutation-based, seed configurable) -- fBm 5 octaves pour le heightmap (génération initiale), 2 octaves en animation (perf) -- Caves : `|fbm(x,y,z)| < threshold` en 3D (désactivées en mode animation) -- Matériaux par altitude : sable < 25, herbe 25-70, pierre 70-90, neige > 90 -- Chunks générés en Y = 0..7 (hauteur max 256 blocs) -- Animation 60 Hz : `regenerateAnimated()` parallélise génération + pack GPU fusionnés via `wi::jobsystem` +Perlin noise 3D, fBm 5 octaves (2 en animation), caves 3D, matériaux par altitude. Chunks Y=0..7. Animation 60 Hz via `regenerateAnimated()` parallélisé avec `wi::jobsystem`. ### Renderer (`VoxelRenderer.cpp`) -- **Triple-mode VS** : CPU path (`flags=0`), MDI path (`flags & 1`), GPU mesh path (`flags & 2`) -- **GPU mesh path (actif par défaut)** : compute shader `voxelMeshCS` génère les quads 1×1, `DrawInstanced` avec readback 1-frame-delay du compteur atomique -- **Mega-buffer** : tous les quads de tous les chunks dans un seul `StructuredBuffer` (2M quads, 16 MB) — utilisé en mode CPU/MDI -- **Vertex pulling** : le VS lit le quad buffer via `SV_VertexID`, pas de vertex buffer classique -- **Pipeline** : PSO avec `RSTYPE_FRONT` (backface cull), `DSSTYPE_DEFAULT` (depth test), `BSTYPE_OPAQUE` -- **Per-chunk info** : `StructuredBuffer` (80 bytes/chunk) avec worldPos, quadOffset, faceOffsets[6], faceCounts[6] -- **Push constants** (b999, 48 bytes) : chunkIndex + quadOffset + flags (bit 0 = MDI mode, bit 1 = GPU mesh mode) -- **CPU culling** : frustum AABB (`wi::primitive::Frustum`) + backface par face group (camera vs AABB) — mode MDI uniquement -- **MDI rendering** (Phase 2.2) : un seul `DrawInstancedIndirectCount` remplace la boucle per-chunk. Push constant = `chunkIndex | (faceIndex << 16)`, le VS reconstruit quadOffset depuis GPUChunkInfo -- **Per-face-group draws** (Phase 2.1 fallback) : jusqu'à 6 `DrawInstanced` par chunk visible -- **Textures** : texture array 2D (256x256, 5 layers) générée procéduralement, triplanar mapping dans le PS. Alpha = heightmap procédural pour blending -- **Height-based blending** (Phase 3) : le PS lit directement `voxelDataBuffer` (SRV t3) pour lookup des matériaux voisins per-pixel. Winner-takes-all : le matériau avec la heightmap la plus haute gagne 100%. Transitions nettes mais forme organique dessinée par les heightmaps. Corner attenuation subtractive (param=0.80). Mode debug blend (F4) -- **Render targets propres** : `voxelRT_` (R8G8B8A8) + `voxelDepth_` (D32_FLOAT), rendu dans `Render()` sur cmd list dédié -- **Composition** : overlay sur le swapchain via `wi::image::Draw()` dans `Compose()` -- **Stats overlay** : affichage HUD des chunks/quads/draw calls via `wi::font::Draw` -- **Frustum planes** : extraction Gribb-Hartmann dans le CB pour le compute shader de cull -- **GPU timestamp queries** : 6 slots (cull begin/end, draw begin/end, mesh begin/end) -- **CPU profiling** : `ProfileAccum` avec moyennes toutes les 5s dans le backlog (Regenerate, UpdateMeshes, VoxelPack, GPU Upload, GPU Dispatch, Render, Frame) +- **Triple-mode VS** : CPU path, MDI path, GPU mesh path (défaut) +- **GPU mesh** : compute shader `voxelMeshCS` → barrier UAV→SRV → `DrawInstanced` (readback 1-frame-delay) +- **Vertex pulling** via `SV_VertexID`, pas de vertex buffer classique +- **Per-chunk info** : `StructuredBuffer` (80 bytes/chunk) +- **Height-based blending** (Phase 3) : PS lit `voxelDataBuffer` (t3), winner-takes-all heightmap, corner attenuation +- **Render targets propres** : `voxelRT_` (R8G8B8A8) + `voxelDepth_` (D32_FLOAT) +- **CPU profiling** : `ProfileAccum` avec moyennes toutes les 5s -## Phases de développement (spec) +## Phases de développement ### Phase 1 - Setup et meshing de base [FAIT] -- Fork Wicked Engine, structure de modules -- VoxelWorld avec génération procédurale Perlin (rayon 4 chunks = ~150 chunks) -- Binary Greedy Mesher CPU (~300K quads pour le monde initial) -- Rendu basique avec vertex pulling et texture array -- Caméra libre de navigation (WASD + souris) -- Crash handler SEH avec stack trace symbolique +Fork Wicked Engine, VoxelWorld procédural, Binary Greedy Mesher CPU (~300K quads), rendu vertex pulling, caméra libre, crash handler SEH. ### Phase 2 - Performance GPU [FAIT] -Découpée en sous-phases pour isoler les sources de bugs potentiels : - -#### Phase 2.1 - Mega-buffer + CPU cull + per-face DrawInstanced [FAIT] - -- Mega-buffer : tous les quads dans un seul SRV, packés par chunk -- Tri par face group dans le mesher (`faceOffsets[6]`, `faceCounts[6]`) -- CPU frustum culling (AABB vs `wi::primitive::Frustum`) -- CPU backface culling par face group (camera.Eye vs chunk AABB) -- Per-face-group `DrawInstanced` (max 6 draws par chunk visible) -- `GPUChunkInfo` StructuredBuffer pour lookup VS - -#### Phase 2.2 - CPU-filled indirect args + DrawInstancedIndirectCount [FAIT] - -- Le CPU remplit `IndirectDrawArgs[]` avec la même logique que 2.1 (frustum + backface) -- Le CPU écrit le draw count -- Upload des deux buffers vers le GPU (sans barriers explicites — promotion implicite) -- Un seul `DrawInstancedIndirectCount` remplace la boucle per-chunk -- Le VS décode `chunkIndex | (faceIndex << 16)` depuis le push constant et reconstruit le quadOffset -- **Intérêt** : teste le MDI rendering SANS compute shader (isole les problèmes de barriers) -- **Pièges résolus** : - - `IndirectDrawArgs` fait 20 bytes (pas 16) — voir point 7 dans "Shaders custom — PIÈGES IMPORTANTS" - - `SV_VertexID` n'inclut pas `startVertexLocation` avec ExecuteIndirect — voir point 8 - - Pas de barriers explicites nécessaires — voir point 9 - -#### Phase 2.3 - GPU compute culling [FAIT] - -- Le compute shader `voxelCullCS.hlsl` remplace le CPU pour remplir les indirect args -- Barriers DX12 : UNDEFINED → UAV (pre-compute) → INDIRECT_ARGUMENT (post-compute) -- GPU timestamp queries actifs (GPU Cull ~0.006 ms pour 168 chunks) -- **Pièges résolus** : - - `PushConstants` DOIT être appelé APRÈS `BindPipelineState` — voir point 10 - - Compute shader corrigé : push constant packing + startVertexLocation=0 — voir points 7-8 - - `ResourceState::UNDEFINED` = COMMON en Wicked (valeur 0), déclenche `DiscardResource()` — OK pour les buffers réécrits - -#### Phase 2.4 - GPU compute mesher (benchmark) [FAIT] - -- Le compute shader `voxelMeshCS.hlsl` fait le meshing 1×1 sur GPU (1 thread par voxel, 8×8×8 thread groups) -- Benchmark automatique au premier frame après génération du monde (mode CPU fallback) -- Résultats (168 chunks, Ryzen 7 9800X3D + RX 9070 XT) : - - CPU greedy: 277 ms, 358K quads → greedy merge réduit les quads de 6.8× - - GPU baseline (1×1): 5.3 ms, 2.43M quads → 52× plus rapide que CPU -- GPU greedy merge non implémenté (pourrait combiner vitesse GPU + réduction de quads) -- Le benchmark est one-shot : state machine IDLE → DISPATCH → READBACK → DONE - -#### Phase 2.5 - GPU meshing production + optimisations perf [FAIT] - -- **GPU meshing en production** : remplace le CPU greedy mesher comme pipeline par défaut - - `voxelMeshCS.hlsl` : chunkIndex encodé dans les bits [63:49] de chaque quad (11 bits) - - `voxelVS.hlsl` : mode `flags & 2` extrait le chunkIndex depuis le quad, lookup `GPUChunkInfo` - - `VoxelRenderer` : dispatch compute shader → barrier UAV→SRV → `DrawInstanced` - - Readback 1-frame-delay du compteur atomique pour le vertex count - - Le `gpuQuadBuffer_` a les bind flags `UNORDERED_ACCESS | SHADER_RESOURCE` -- **Optimisations perf CPU** (profilées et mesurées) : - - **VoxelPack par memcpy** : `sizeof(VoxelData) == 2`, donc `voxels[]` est directement compatible avec le format GPU (uint16 pairs). Remplace la boucle bit-shift (28ms → <1ms) - - **Cache dirty** : `packedVoxelCache_` ne se repack que quand les chunks changent, pas chaque frame - - **Fused regenerate+pack** : `regenerateAnimated()` accepte un pointeur de destination, chaque job parallèle fait generate + memcpy dans le même thread. Élimine la double itération du hashmap et le pack séquentiel (6ms → 0ms) - - **Skip GPU dispatch** : `gpuMeshDirty_` flag empêche le re-dispatch/upload quand rien n'a changé - - **Upload conditionnel** : `chunkInfoBuffer_` ne se re-upload que quand `chunkInfoDirty_` - - **Animation allégée** : 2 octaves fBm (au lieu de 5) + pas de caves en mode animation (54ms → 8ms) -- **Résultats finaux** (171 chunks, Ryzen 7 9800X3D + RX 9070 XT, animation 60 Hz) : - - Regenerate: 8.7ms (parallèle, 2 octaves) - - VoxelPack: 0ms (fusionné dans regenerate) - - GPU Upload: 4.5ms (~11 MB voxel data) - - GPU Dispatch: 0.1ms (171 × 64 thread groups) - - Frame total: ~9ms → **80-110 FPS** avec animation terrain 60 Hz - - Sans animation: **700+ FPS** +- **2.1** : Mega-buffer + CPU frustum/backface cull + per-face DrawInstanced +- **2.2** : CPU-filled indirect args + DrawInstancedIndirectCount (MDI) +- **2.3** : GPU compute culling (0.006 ms / 168 chunks) +- **2.4** : GPU compute mesher benchmark (CPU 277ms vs GPU 5.3ms) +- **2.5** : GPU meshing production + CPU optimisations (fused regen+pack, memcpy, dirty cache) +- **Résultat** : 80-110 FPS avec animation 60 Hz, 700+ FPS statique ### Phase 3 - Texture blending [FAIT] -Approche **PS-based** : le pixel shader lit directement les données voxel (pas de pré-encodage dans les quads). Voir `blending_experiments.md` pour le détail des itérations. - -- **Heightmaps procéduraux** dans le canal alpha de chaque texture de matériau (5 matériaux, paramètres freq/contrast différents) -- **PS neighbor lookup** (`voxelPS.hlsl`) : bind `voxelDataBuffer` à `t3`, `chunkInfoBuffer` à `t2`. Lit les matériaux voisins per-pixel via `readVoxelMat(coord, chunkIdx)` -- **Stair priority** : pour chaque bord, vérifie `pos + edgeDir + normalDir` en premier (le bloc qui masque visuellement le coin), puis fallback `pos + edgeDir` -- **2 axes indépendants** : U et V sont traités séparément avec nearest-edge detection via `sign(faceFrac - 0.5)` -- **Winner-takes-all heightmap** : `mainScore = h_main + bias`, `neighScore = h_neigh - bias`, `bias = 0.5 - weight`. Le matériau avec le score le plus haut gagne à 100%. Sharpness=16 pour anti-aliasing -- **Corner attenuation subtractive** : `xAdj = xEdge - saturate(yEdge - 0.80)` — réduit le blend aux coins où les deux axes se croisent -- **Zone de blend** : 0.25 voxels depuis chaque bord (50% de la face) -- **CB** : `blendEnabled` (float, 1.0 en GPU mesh path, 0.0 sinon) + `debugBlend` (float, toggle F4) -- **VS** (`voxelVS.hlsl`) : passe `chunkIndex` (nointerpolation uint) au PS pour les lookups voxel -- **GPU mesher** (`voxelMeshCS.hlsl`) : simplifié (pas de blend computation), encode seulement `chunkIndex` dans les bits [27:17] du quad -- **Mode debug** (F4) : visualise les zones de blend (rouge=U, bleu=V, vert=pas de blend, rouge vif=data mismatch) -- **Fonctionne uniquement en GPU mesh path** (1×1 quads) ; CPU/MDI paths ont `blendEnabled=0` +PS-based heightmap blending, winner-takes-all, corner attenuation subtractive. GPU mesh path uniquement. ### Phase 4 - Toping [EN COURS] -Système de biseaux décoratifs (« topings ») sur les faces +Y exposées pour adoucir les transitions entre blocs. - -#### Phase 4.1 - Infrastructure TopingSystem [FAIT] - -- **TopingSystem** (`TopingSystem.h/.cpp`) : data structures + mesh generation + instance collection -- **4-bit adjacency bitmask** : pour chaque face +Y exposée, vérifie 4 voisins cardinaux (±X, ±Z) pour même matériau avec +Y exposée → 16 variantes -- **Priority-based adjacency** : `TopingDef.priority` détermine quel toping cède aux frontières de matériaux. Grass (priority=1) génère des biseaux par-dessus stone (priority=0) -- **Mesh par matériau** : - - **Stone** : wedge cross-section (outer wall + slope) + corner fills + caps aux terminaisons - - **Grass** : brins d'herbe individuels groupés en touffes, 2 segments courbés, double-sided -- ~191K instances pour ~170 chunks - -#### Phase 4.2 - Rendu GPU + shading végétal [FAIT] - -- **Shaders dédiés** : `voxelTopingVS.hlsl` (vertex pulling instancié) + `voxelTopingPS.hlsl` (shading par matériau) -- **Vertex pulling** : `StructuredBuffer` (t4) + `StructuredBuffer` (t5 instances) -- **Push constants** : `vertexOffset`, `instanceOffset`, `materialID` réutilisent les 3 premiers champs de b999 -- **Per-group DrawInstanced** : instances triées par (type, variant), un `DrawInstanced` par groupe contigu -- **Render pass séparé** avec `LoadOp::LOAD` : topings rendus après voxels, préservent RT et depth -- **PSO** : même rasterizer/depth/blend que les voxels (`RSTYPE_FRONT`, `DSSTYPE_DEFAULT`, `BSTYPE_OPAQUE`) -- **Shading végétal stylisé** (inspiré Airborn Trees, `voxelTopingPS.hlsl`) : - - **Half-Lambert wrap lighting** : `(N·L * 0.5 + 0.5)²` — enveloppe la lumière, pas de terminator dur - - **Translucency** : `dot(V, L) * (1 - NdotL) * 0.4` — lumière traversant les brins fins à contre-jour - - **Ambient chaud** : `(0.22, 0.28, 0.20)` — plus lumineux et verdâtre que l'ambient stone - - **Stone** : Lambert classique identique aux voxels (branchement sur `materialID == 3`) -- **Génération de touffes d'herbe** (`TopingSystem.cpp`) : - - **Tufts** : clusters de 3–9 brins partageant un centre commun (scatter ±0.03) - - **Position des touffes** : hash-driven le long du bord + inset quadratique 0.0–0.30 du bord - - **Par-tuft personality** : heightScale (0.20–1.0), leanScale (0.3–1.8), blade count (3–9) - - **Par-brin variety** : hauteur, largeur, angle (±55° fan + jitter), courbure (midLeanRatio 0.08–0.43) - - **Hash déterministe** : `hashF(a,b,c)` golden-ratio based pour reproductibilité -- **Stone corner fills** : triangle de pente diagonal aux coins où deux bords ouverts se rejoignent -- **Stone caps** : triangle fermant la section du biseau aux terminaisons de strip -- **Pièges résolus** : - - **Winding CW** : `emitTri()` auto-corrige le winding via `dot(geom, desired) > 0` → swap B↔C - - **Slope normal = inward + up** : utiliser `(e.ix, e.iz)`, PAS `(e.nx, e.nz)` - - **sunDirection** : `L = normalize(-sunDirection.xyz)` (direction de voyage → direction vers le soleil) - -#### Phase 4.3 - Polish et extensions [A FAIRE] - -- Plus de types de topings (neige, mousse, etc.) -- LOD : supprimer les topings à distance -- Animation subtile (vent sur l'herbe via vertex shader) -- Optimisation : compute shader pour le instance collection +- **4.1** [FAIT] : TopingSystem infrastructure, 4-bit adjacency, priority-based, stone wedges + grass tufts +- **4.2** [FAIT] : Shaders dédiés, vertex pulling instancié, half-Lambert + translucency vegetation +- **4.3** [A FAIRE] : Plus de types, LOD, animation vent, compute shader instances ### Phase 5 - Rendu smooth [EN COURS] -#### Phase 5.1 - Naive Surface Nets CPU [FAIT] - -- **Algorithme** : Naive Surface Nets (dual contouring simplifié) dans `SmoothMesher::meshChunk()` -- **SDF binaire** : solid = -1, empty = +1 (pas de distance field continu) -- **Vertex placement** : centroïde des edge crossings pour chaque cellule à la surface -- **Matériaux smooth** : SmoothStone (mat 6, `FLAG_SMOOTH`) et Snow (mat 5, `FLAG_SMOOTH`) -- **Matériaux blocky** : Stone (mat 3), Grass (mat 1), Dirt (mat 2), Sand (mat 4) -- **SmoothVertex** (32 bytes) : position, face normal, materialID, secondaryMat, blendWeight, chunkIndex -- **Shaders dédiés** : `voxelSmoothVS.hlsl` (vertex pulling t6) + `voxelSmoothPS.hlsl` (triplanar + blending) -- **Render pass séparé** avec `LoadOp::LOAD` : smooth rendu après voxels+topings, préserve RT et depth - -**Cross-chunk connectivity** : -- **PAD=2** dans la grille SDF pour accéder aux cellules [-1..CHUNK_SIZE] -- **Vertex range étendu** : `[-1, CHUNK_SIZE)` au lieu de `[0, CHUNK_SIZE)` — les cellules au bord du chunk voisin génèrent des vertices -- **Canonical ownership** : chaque edge est émise par un seul chunk (celui contenant le grid point inférieur), pas de duplication - -**Smooth↔blocky boundary** : -- **`hasSmooth` filter étendu** : génère des vertices si la cellule OU une cellule 6-connectée adjacente contient un coin smooth. Sans cet élargissement, les cellules à la frontière smooth↔blocky (100% blocky mais adjacentes à du smooth) n'ont pas de vertex → les quads de connexion ne peuvent pas être émis → trou de génération -- **Per-axis boundary clamping** : les vertices aux frontières smooth↔blocky sont clampés vers la grille entière (empêche le mesh smooth de dépasser sur les faces blocky) -- **GPU mesher** : les voxels smooth sont traités comme solides dans `isNeighborAir()` — les faces blocky ne sont pas émises vers les voxels smooth (le mesh smooth couvre la frontière) - -**Face normals — PIÈGES MAJEURS** : -- **Face normals, pas SDF gradient** : le SDF binaire donne des gradients à 45° aux marches, causant du stretching triplanar. Les face normals (cross product des edges du triangle) sont géométriquement correctes. -- **Orientation par axe de l'edge** : chaque quad vient d'une edge X, Y ou Z. La direction `solid→empty` est connue. On vérifie que la composante de la face normal sur cet axe a le bon signe, sinon flip. -- **Y-axis winding inversé** : les sharing cells Y sont arrangées différemment de X et Z. Le winding naturel du quad Y est opposé → `if (axis == 1) useWindingA = !useWindingA;` -- **SDF gradient dot product** : NE PAS utiliser pour orienter les normals (échoue quand le gradient est nul ou ambigu avec SDF binaire) -- **Centroid SDF sampling** : NE PAS utiliser non plus (les deux côtés arrondissent souvent au même voxel) - -**Material blending (per-pixel, same as blocky PS)** : -- **Dominant axis detection** : le PS smooth dérive un « face virtuelle » depuis la normale lisse. L'axe avec la plus grande composante `|N|` détermine la face dominante (0-5). Cela donne accès aux mêmes tables `faceNormals`, `faceUDirs`, `faceVDirs` que le PS blocky -- **Même voxelCoord** : `floor(worldPos - normalDir * 0.001)` — tiny offset le long de la normale dominante (PAS `N * 0.5` qui est trop large et tombe dans le mauvais voxel) -- **Même `getNeighborMat()` avec stair priority** : vérifie `pos + edgeDir + normalDir` en premier (le bloc qui masque visuellement l'arête), puis fallback `pos + edgeDir` -- **Face-aligned U/V** : `frac(dot(worldPos, uDir))` / `frac(dot(worldPos, vDir))` — position fractionnaire dans le voxel selon les tangentes de la face dominante -- **Même blend zone (0.25)**, corner attenuation subtractive, winner-takes-all heightmap avec sharpness=16 -- **Même bleedMask/resistBleedMask** checks via CB -- **PIÈGE** : NE PAS utiliser les 3 axes world-space avec un filtre `dirDotN > 0.6` — ça ne filtre pas correctement les voisins souterrains et donne des blends incorrects. La dérivation d'un face dominant + U/V alignés est la seule approche correcte - -**Debug scene smooth** : -- Lancé avec `BVLEVoxels.exe debugsmooth` -- 11 configurations isolées dans un seul chunk : SmoothStone↔Grass, SmoothStone↔Dirt, SmoothStone↔Sand, SmoothStone↔Stone, Snow↔Grass, Snow↔Sand, références blocky (Sand↔Dirt, Grass↔Dirt), escalier SmoothStone, patch smooth entouré de grass, bloc smooth isolé - -#### Phase 5.2 - Smooth normals + optimisations perf [FAIT] - -- **Smooth vertex normals** : accumulation area-weighted des face normals dans chaque vertex indexé, puis normalisation. Donne un éclairage Gouraud lisse sans géométrie additionnelle -- **Geometric normals pour triplanar** : le PS utilise `ddx`/`ddy` du worldPos pour reconstruire la normal géométrique (face) pour les poids triplanar, la smooth normal pour le lighting uniquement. Empêche le stretching de textures causé par les normals lissées -- **Depth bias smooth PSO** : rasterizer avec `depth_bias = 1` pour résoudre le z-fighting smooth↔blocky aux frontières -- **Surface-only vertex extension** : le filtre `hasSmooth` étendu vérifie aussi que la cellule est sur la surface (`hasPos && hasNeg`) ET non entièrement souterraine. Empêche le smooth mesh de plonger dans le sous-sol - -**Optimisations CPU (560ms → 17ms = 33× plus rapide)** : -- **Cache VoxelData dans la grille** : `voxelGrid[]` stocke VoxelData aux côtés du SDF, élimine tous les `readVoxel` redondants dans le boundary clamping, material counting, surface check -- **Pré-cache 27 chunks voisins** : `neighborChunks[3][3][3]` rempli avant le grid fill. `readVoxelFast()` utilise un accès direct au tableau du chunk voisin au lieu de `world.getVoxel()` (hashmap lookup). Élimine ~14K hashmap lookups par chunk smooth -- **Suppression `computeNormal` mort** : la fonction SDF gradient (6 readVoxel/vertex) était écrasée par les smooth normals. Code mort supprimé -- **Early exit `containsSmooth`** : flag posé pendant `generateChunk()`. `meshChunk()` vérifie ce chunk + 26 voisins (27 hashmap lookups) avant le grid fill coûteux (46K voxel reads). Skip ~70% des chunks -- **Dilation smoothNear** : grille pré-dilatée (smooth + face-neighbors) remplace le check hasSmooth étendu. 8 lookups/cell au lieu de 56 (7× moins dans la boucle la plus chaude) -- **Thread-local scratch buffers** : `SmoothScratch` (~600 KB) alloué une fois par thread, réutilisé entre les appels. Élimine malloc/free par chunk -- **Parallélisation `wi::jobsystem`** : tous les chunks meshés en parallèle sur tous les cœurs CPU -- **Staging vectors persistants** : `smoothStagingVerts_` réutilisé entre frames, évite les allocations de vecteurs - -**Optimisations TopingSystem** : -- **`collectInstancesParallel()`** : chaque chunk écrit dans un vecteur local, merge séquentiel. Élimine la contention -- **Staging vectors persistants** : `topingSorted_`, `topingGpuInsts_` réutilisés entre frames - -**Résultats animation (648 chunks, Ryzen 7 9800X3D + RX 9070 XT)** : -- SmoothMesh: 560ms → 17ms (parallèle, dilation, cache) -- SmoothUpload: 13ms → 4ms (staging persistant) -- TopingCollect: 58ms → 6.5ms (parallèle) -- TopingUpload: 7.5ms → 1.2ms (bug fix timing + staging persistant) -- Frame total: 662ms → 58ms (1.5 → 17 FPS avec animation terrain) - -#### Phase 5.3 - GPU compute Surface Nets [A FAIRE] - -- Compute shader pour SDF grid fill + vertex generation + quad emission -- Élimine le CPU bottleneck restant (17ms → <1ms estimé) -- Pattern similaire au GPU mesher blocky (Phase 2.4-2.5) -- Readback 1-frame-delay du compteur atomique pour le vertex count - -#### Phase 5.4 - Polish [A FAIRE] - -- SDF lissé (distance field approximatif au lieu de binaire ±1) -- LOD : réduction de triangles à distance -- Pipeline asynchrone : double-buffer GPU resources, CPU frame N prépare pendant que GPU rend frame N-1 +- **5.1** [FAIT] : Naive Surface Nets CPU, SDF binaire, cross-chunk connectivity, smooth/blocky boundary +- **5.2** [FAIT] : Smooth vertex normals, geometric normals triplanar, optimisations CPU (560ms → 17ms) +- **5.3** [A FAIRE] : GPU compute Surface Nets +- **5.4** [A FAIRE] : SDF lissé, LOD, pipeline asynchrone ### Phase 6 - Ray tracing hybride [EN COURS] -#### Phase 6.1 - Infrastructure RT (Normal RT + BLAS/TLAS) [FAIT] +- **6.1** [FAIT] : Normal RT (MRT), BLAS extraction CS, 3 BLAS (blocky+smooth+topings), TLAS +- **6.2** [FAIT] : RT shadows (3 jittered rays, TMin adaptatif, colored shadows) +- **6.3** [FAIT] : RT AO (4 cosine-weighted rays, IGN + Cranley-Patterson, temporal accumulation, bilateral blur) +- **6.4** [A FAIRE] : Fallback shadow maps + SSAO -- **Normal render target (MRT)** : `voxelNormalRT_` (R16G16B16A16_SNORM) added as SV_TARGET1 - - All 3 pixel shaders (voxelPS, voxelTopingPS, voxelSmoothPS) output `PSOutput` struct with `SV_TARGET0` (color) + `SV_TARGET1` (world-space normal) - - All 3 render passes (`render`, `renderTopings`, `renderSmooth`) use 3 `RenderPassImage` entries (color + normal + depth) -- **BLAS extraction compute shader** (`voxelBLASExtractCS.hlsl`) : - - Reads `gpuQuadBuffer_` (StructuredBuffer), extracts world-space float3 positions - - 1 thread per quad → 6 vertices (2 triangles), same unpack + winding logic as voxelVS.hlsl - - Output: `blasPositionBuffer_` (RWByteAddressBuffer, raw buffer), non-indexed triangles - - Dispatched after GPU mesh pass, only when quad count changes -- **Blocky BLAS** : single BLAS from `blasPositionBuffer_` (all blocky quads as non-indexed triangles) - - `PREFER_FAST_BUILD` flag for quick rebuilds during animation - - Vertex format: R32G32B32_FLOAT, stride 12 bytes -- **Smooth BLAS** : single BLAS from `gpuSmoothVertexBuffer_` directly (no extraction needed) - - Position at offset 0, stride 32 bytes (SmoothVtx struct) - - Same `PREFER_FAST_BUILD` flag -- **Toping BLAS** : single BLAS from expanded toping vertices (mesh × instances → world-space float3) - - CPU-side expansion in `uploadTopingData()`: iterates sorted instances, transforms local vertices to world positions - - Dedicated `topingBLASPositionBuffer_` + `topingBLASIndexBuffer_` (separate from blocky) - - `PREFER_FAST_TRACE` flag (optimizes BVH traversal, important for 23M tris) - - ~23M triangles for ~153K instances (varies with blade count/segments) -- **TLAS** : 3 instances (blocky + smooth + topings), identity transforms (all positions are world-space) - - Instance buffer created via `CreateBuffer2` with pre-filled instance data (callback) - - `instance_mask = 0xFF` for both instances - - Recreated each rebuild (avoids `UpdateBuffer` on RAY_TRACING flagged buffers) -- **Lifecycle** : BLAS/TLAS rebuilt when geometry changes (quad count differs from previous frame) - - `rtDirty_` flag triggers rebuild on first frame - - Smooth BLAS auto-recreated when vertex count changes -- **HUD** : RT status line showing TLAS state + triangle counts for blocky/smooth -- **Pièges résolus** : - - **Index buffer obligatoire dans BLAS** : `CreateRaytracingAccelerationStructure` dans Wicked accède TOUJOURS `index_buffer` via `to_internal()` (ligne 4356 de `wiGraphicsDevice_DX12.cpp`), même pour de la géométrie non-indexée. Un `GPUBuffer` par défaut (invalide) cause un null deref à offset 0xd8. De plus, `index_count = 0` avec `IndexBuffer != 0` fait que DX12 interprète "0 triangles indexés" → BLAS vide. Solution : fournir un vrai sequential index buffer `[0,1,2,...]` avec `index_count = vertex_count` et `index_format = UINT32` - - **`CreateBuffer2` pour TLAS instance buffer** : les buffers avec `ResourceMiscFlag::RAY_TRACING` ne supportent pas `UpdateBuffer` (state mismatch). Utiliser `CreateBuffer2` avec callback pour pré-remplir les instances à la création - - **Memory barriers BLAS→TLAS→RT — PIÈGE MAJEUR** : `BuildRaytracingAccelerationStructure` est asynchrone GPU. Sans barriers : - - Le TLAS build peut s'exécuter avant que les BLAS ne soient terminés - - Les ray queries peuvent s'exécuter avant que le TLAS ne soit prêt - - Résultat : BLAS apparaît vide (zéro hits) sans aucun crash ni erreur - - Solution (pattern de `wiRenderer.cpp` lignes 5788, 5808) : - 1. `GPUBarrier::Memory()` après tous les BLAS builds, avant le TLAS build - 2. `GPUBarrier::Memory(&tlas_)` après le TLAS build, avant les ray queries +### Phase 7 - Stylized Lighting [EN COURS] -#### Phase 6.2 - RT Shadows [FAIT] - -- **Compute shader** (`voxelShadowCS.hlsl`) avec inline ray queries (`RayQuery<>`, SM 6.5) - - Lit `voxelDepth_` (t0, D32→R32_FLOAT) + `voxelNormalRT_` (t1) + TLAS (t2) - - Reconstruit worldPos depuis depth via `inverseViewProjection` (ajouté au VoxelCB) - - 3 shadow rays jittered vers le soleil (cone 0.012 rad ≈ 0.7°) pour soft shadows - - `RAY_FLAG_ACCEPT_FIRST_HIT_AND_END_SEARCH` + `RAY_FLAG_SKIP_PROCEDURAL_PRIMITIVES` (shadow binaire) - - Surfaces back-facing (NdotL ≤ 0) : assombries sans ray trace (shadowFactor=0.45) - - **In-place modulation** : `RWTexture2D` sur `voxelRT_` (u0), chaque thread lit/modifie son pixel (pas de race) - - Colored shadows : `lerp(color, color * shadowTint, shadowAmount)` au lieu de simple darkening - - `voxelRT_` créé avec `UNORDERED_ACCESS` additionnel pour permettre l'écriture compute -- **Shadow origin bias — PIÈGE MAJEUR** : - - L'origine du shadow ray utilise `shadowOrigin = worldPos` (zéro bias position) au lieu du normal bias de l'AO - - Le normal bias (`worldPos + N * 0.15`) pousse l'origine AU-DESSUS des bases de brins d'herbe → gap entre le brin et son ombre - - Le light bias (`worldPos + L * offset`) crée aussi un gap (proportionnel au bias) - - **TMin adaptatif** résout le dilemme self-hit vs gap : - - `TMin = lerp(0.002, 0.10, 1.0 - abs(N.y))` - - Sol (N.y ≈ 1) → TMin=0.002 : ombres collées aux bases des brins - - Brins d'herbe (N.y ≈ 0) → TMin=0.10 : skip la propre géométrie du brin - - **Screen-space contact shadows ne fonctionnent PAS** pour l'herbe : les brins sont trop fins pour que le delta de profondeur NDC soit distinguable du bruit. Testé en 4 itérations (NDC comparison, world-space reconstruction, height filter) — tous échouent -- **Dispatch** : 8×8 thread groups, `ceil(w/8) × ceil(h/8)`, après les 3 render passes (blocky+topings+smooth) -- **Barriers** : - - Pre : `voxelDepth_` DEPTHSTENCIL→SHADER_RESOURCE + `voxelRT_` SHADER_RESOURCE→UAV - - Post : `voxelDepth_` SHADER_RESOURCE→DEPTHSTENCIL + `voxelRT_` UAV→SHADER_RESOURCE -- **Mode debug** (F5 × 2 = DBG) : rouge=shadow hit, vert=miss, bleu=back-facing, gris foncé=ciel -- **Toggle** : F5 cycle OFF→ON→DBG_SHADOW→DBG_AO→OFF -- **CB** : `inverseViewProjection` (float4x4) ajouté après `viewProjection` dans VoxelCB (HLSL + C++) -- **Push constants** : width, height, normalBias, maxDistance, debugMode - -#### Phase 6.3 - RT AO [FAIT] - -- **Intégré dans `voxelShadowCS.hlsl`** : 4 rayons AO hémisphère cosine-weighted + 3 rayons shadow jittered par pixel (7 total) -- **Distance-weighted AO** : `(1 - hitT/aoRadius)²` — falloff quadratique, valeurs continues au lieu de binaire hit/miss -- **Interleaved Gradient Noise (IGN)** : remplace le hash world-space pour le sampling. Bruit structuré screen-space avec excellentes propriétés spectrales (Jorge Jimenez, 2014) -- **Cranley-Patterson rotation** : `frac(IGN + frameIndex * φ)` — chaque frame explore de nouvelles directions de rayons. Golden ratio (φ ≈ 0.618) assure une couverture maximale de l'hémisphère au fil des frames -- **Accumulation temporelle** : `lerp(history, current, 0.05)` ≈ accumulation de ~20 frames - - `aoHistoryTexture_` (R8_UNORM) persiste entre frames - - `prevViewProjection` dans VoxelCB pour reprojection worldPos → UV du frame précédent - - Rejet si UV hors écran (disocclusion basique) - - `frameIndex` + `historyValid` dans les push constants - - Copy `aoRaw → aoHistory` entre le shadow CS et le blur (capture le signal pré-blur) -- **Bilateral blur séparable** (`voxelAOBlurCS.hlsl`) : 2 passes H+V, rayon 6 (kernel 13×13), edge-stopping sur depth + normals -- **Pipeline 5 passes** : - 1. Shadow CS : shadow in-place sur `voxelRT_` + AO temporellement accumulé → `aoRawTexture_` (u1) - 2. Copy : `aoRawTexture_` → `aoHistoryTexture_` (pour le frame suivant, pré-blur) - 3. Blur H : `aoRawTexture_` → `aoBlurredTexture_` (bilateral, depth/normal edge-stopping) - 4. Blur V : `aoBlurredTexture_` → `aoRawTexture_` (idem, direction verticale) - 5. Apply : `aoRawTexture_` × `voxelRT_` → modulation finale (ou debug AO grayscale si debugMode=2) -- **Push constants** : width, height, normalBias, shadowMaxDist, debugMode, aoRadius, aoRayCount, aoStrength, frameIndex, historyValid - -#### Phase 6.4 - Fallback [A FAIRE] - -- Shadow maps + SSAO when RT not available -- `CheckCapability(RAYTRACING)` gating - -### Phase 7 - Stylized Lighting (Wonderbox-inspired) [EN COURS] - -#### Phase 7.1 - Hemisphere Ambient + Colored Shadows + Rim Light + Tone Mapping [FAIT] - -- **Hemisphere ambient** : `lerp(groundAmbient, skyAmbient, N.y * 0.5 + 0.5)` — warm brown below, cool blue above. Applied in all 3 pixel shaders (voxelPS, voxelSmoothPS, voxelTopingPS). Vegetation gets 1.5× ambient for inter-reflection -- **Colored shadows** : RT shadows lerp toward `shadowTint` (blue-violet) instead of just darkening. `shadowFactor=0.55` (softer than 0.3) -- **Rim light** : `pow(1 - NdotV, exponent) * intensity * rimColor`. Warm golden rim on silhouettes. Reduced to 30% on vegetation (thin geometry causes halos) -- **Tone mapping + saturation** : soft exponential tone mapping (`1 - exp(-c)`) + saturation boost in `voxelAOApplyCS.hlsl` (final post-process pass) -- **CB paramètres** : `skyAmbient`, `groundAmbient`, `shadowTint`, `fogColor`, `fogParams`, `rimColor`, `rimParams`, `toneMapParams` added to VoxelCB -- **Fog centralisé** : fog density + color from CB instead of hardcoded per-shader -- **Screenshot mode** : CLI argument `screenshot` → fixed camera, 60 frames AO convergence, save `bvle_screenshot.png`, quit. Small non-intrusive window (`SW_SHOWNOACTIVATE`). No HUD. +- **7.1** [FAIT] : Hemisphere ambient, colored shadows, rim light, tone mapping + saturation, screenshot mode ## Métriques cibles et résultats | Métrique | Cible | Résultat (Ryzen 7 9800X3D + RX 9070 XT) | |----------|-------|---------------------------------------| -| FPS 1440p | > 60 fps | ✅ 80-110 FPS (anim blocky), 700+ FPS (statique) | -| FPS anim smooth+topings | > 15 fps | ✅ 17 FPS (smooth+topings+blocky anim 60Hz) | -| Meshing GPU (blocky) | < 200 µs/chunk | ✅ ~0.6 µs/chunk (0.1ms / 171 chunks) | -| Meshing CPU (smooth) | < 30ms | ✅ 17ms (parallèle, 648 chunks) | -| Re-mesh complet | < 16ms | ✅ ~13ms blocky (regen 8.7ms + upload 4.5ms) | -| Mémoire GPU | < 500 Mo | ✅ ~30 Mo (11 MB voxels + 16 MB quads + buffers) | -| RT shadows + AO | < 4ms en 1440p | ⏳ Phase 6 | -| Draw calls | < 100 | ✅ 1 (GPU mesh) ou 1 (MDI) | +| FPS 1440p | > 60 fps | 80-110 FPS (anim blocky), 700+ FPS (statique) | +| FPS anim smooth+topings | > 15 fps | 17 FPS (smooth+topings+blocky anim 60Hz) | +| Meshing GPU (blocky) | < 200 us/chunk | ~0.6 us/chunk (0.1ms / 171 chunks) | +| Meshing CPU (smooth) | < 30ms | 17ms (parallele, 648 chunks) | +| Memoire GPU | < 500 Mo | ~30 Mo | +| Draw calls | < 100 | 1 (GPU mesh) ou 1 (MDI) | ## Conventions diff --git a/TROUBLESHOOTING.md b/TROUBLESHOOTING.md new file mode 100644 index 0000000..35babe5 --- /dev/null +++ b/TROUBLESHOOTING.md @@ -0,0 +1,228 @@ +# BVLE Voxels — Troubleshooting & Pièges techniques + +## Table des matières + +- [APIs Wicked utilisées](#apis-wicked-utilisées) +- [Shaders custom — Pièges importants](#shaders-custom--pièges-importants) + 1. [Root signature obligatoire](#1-root-signature-obligatoire) + 2. [Root signature Wicked (HLSL 6.6+)](#2-root-signature-wicked-hlsl-66) + 3. [Chemins des shaders](#3-chemins-des-shaders) + 4. [dxcompiler.dll manquant](#4-dxcompilerdll-manquant) + 5. [CreateBuffer prend void*](#5-createbuffer-prend-void) + 6. [Winding des triangles](#6-winding-des-triangles--piège-majeur) + 7. [DrawInstancedIndirectCount stride 20 bytes](#7-drawinstancedindirectcount--piège-majeur) + 8. [SV_VertexID et startVertexLocation](#8-sv_vertexid-et-startvertexlocation--piège-majeur) + 9. [Barriers sur buffers indirect](#9-barriers-sur-buffers-indirect) + 10. [PushConstants après BindComputeShader](#10-pushconstants-après-bindcomputeshader--piège-majeur) +- [CreateBuffer avec capacity > data size](#createbuffer-avec-capacity--data-size) +- [BLAS/TLAS per-frame recreation — VRAM leak](#blastlas-per-frame-recreation--vram-leak) +- [Diagnostics et debugging](#diagnostics-et-debugging) +- [Gestion des resource states DX12 (buffers)](#gestion-des-resource-states-dx12-buffers) + +--- + +## APIs Wicked utilisées + +| Besoin | API Wicked | +|--------|-----------| +| Clavier WASD | `wi::input::Down(CHARACTER_RANGE_START + offset)` (pas de `KEYBOARD_BUTTON_W`) | +| Souris delta | `wi::input::GetMouseState().delta_position` | +| Cacher curseur | `wi::input::HidePointer(bool)` | +| Shader loading | `wi::renderer::LoadShader()` - compile auto les .hlsl en .cso si absent | +| PSO states | `wi::renderer::GetRasterizerState()` etc. retournent des pointeurs (pas besoin de `&`) | +| Render pass | `RenderPassImage::RenderTarget(texture, loadOp, storeOp, layoutBefore, layoutAfter, subresource=-1)` | +| Font overlay | `wi::font::Params` est un struct - setter les membres un par un | +| Camera | `CameraComponent::At` est une **direction** (utilisé avec `XMMatrixLookToLH`), pas un point cible | +| Buffer create | `device->CreateBuffer(desc, raw_data_ptr, buffer)` — PAS de `SubresourceData` pour les buffers ! | +| Texture create | `device->CreateTexture(desc, subresourceData_ptr, texture)` — utilise `SubresourceData*` (différent de CreateBuffer) | +| Buffer update | `device->UpdateBuffer(buffer, data, cmd, size, offset)` | +| Push constants | `device->PushConstants(data, size, cmd)` — mappés à `register(b999)`, taille fixe 48 bytes (12 × uint32) | +| Command list | `device->BeginCommandList()` — nouveau cmd list pour render passes séparés | +| Render pass | NE JAMAIS imbriquer ! Un seul render pass actif par command list | +| Debug DX12 | Passer `"debugdevice"` en argument pour activer la couche de debug D3D12 | +| Logging | `wi::backlog::post(message, logLevel)` — préférer au logging fichier | + +--- + +## Shaders custom — Pièges importants + +Les shaders custom doivent respecter le **binding model de Wicked Engine** : + +### 1. Root signature obligatoire + +Chaque shader DOIT avoir une root signature DX12 intégrée, soit via `#include "globals.hlsli"` (auto), soit via `[RootSignature(MACRO)]` sur le entry point. + +### 2. Root signature Wicked (HLSL 6.6+) + +- `b999` → push constants (12 × uint32 = 48 bytes max) +- `b0, b1, b2` → CBV root descriptors +- `t0-t15, u0-u15` → dans une descriptor table partagée +- `s0-s7` → samplers dynamiques +- `s100-s109` → static samplers (linear, point, aniso, etc.) + +### 3. Chemins des shaders + +- `SHADERPATH` = `/shaders/hlsl6/` — où les `.cso` compilés sont stockés +- `SHADERSOURCEPATH` = `../../engine/WickedEngine/shaders/` — où les `.hlsl` sources sont cherchés +- Les shaders custom doivent être copiés dans `SHADERSOURCEPATH` (sous-dossier `voxel/`) +- `LoadShader(stage, shader, "voxel/voxelVS.cso")` → compile `SHADERSOURCEPATH/voxel/voxelVS.hlsl` si `.cso` absent + +### 4. dxcompiler.dll manquant + +`dxcompiler.dll` doit être à côté de l'exe sinon la compilation runtime échoue silencieusement. + +### 5. CreateBuffer prend void* + +`CreateBuffer` prend `void*`, pas `SubresourceData*`. L'API texture (`CreateTexture`) prend bien `SubresourceData*`. + +### 6. Winding des triangles — PIÈGE MAJEUR + +Wicked Engine utilise `front_counter_clockwise = true` + `CullMode::BACK` (state `RSTYPE_FRONT`). Malgré cela, les quads voxel doivent utiliser un winding **CW** (clockwise) comme défaut, pas CCW. Confirmé empiriquement via `SV_IsFrontFace` : avec des corners CCW standard, DX12 voit tous les triangles comme **back-facing**. + +La règle pour nos tangent axes U/V : +- `cross(U,V) = N` (faces +X, -Y, +Z) → corners **CW** pour être front-facing +- `cross(U,V) ≠ N` (faces -X, +Y, -Z) → corners **CCW** pour être front-facing + +``` +CW corners: (0,0)(0,1)(1,0), (1,0)(0,1)(1,1) ← défaut +CCW corners: (0,0)(1,0)(0,1), (0,1)(1,0)(1,1) ← faces 1,2,5 +``` + +### 7. DrawInstancedIndirectCount — PIÈGE MAJEUR + +Les command signatures de Wicked Engine pour `*IndirectCount` incluent un **push constant** (1 × uint32, écrit dans `b999[0]`) AVANT chaque `D3D12_DRAW_ARGUMENTS`. Le stride par draw entry est donc **20 bytes**, pas 16. + +Layout mémoire du buffer d'args indirect : +``` +[uint32 pushConstant][uint32 vertexCount][uint32 instanceCount][uint32 startVertex][uint32 startInstance] + 4 bytes 16 bytes (D3D12_DRAW_ARGUMENTS) += 20 bytes par draw entry +``` + +Le push constant est écrit automatiquement par `ExecuteIndirect` dans `b999[0]` (premier champ de la struct push constants, soit `chunkIndex` dans notre cas). Les autres champs de b999 (quadOffset, flags...) restent tels que définis par le `PushConstants()` appelé avant `DrawInstancedIndirectCount`. + +**En mode MDI, le push constant est utilisé pour packer `chunkIndex | (faceIndex << 16)`**. Le VS décode ces deux valeurs et reconstruit le quadOffset depuis le `GPUChunkInfo` : +```hlsl +chunkIndex = push.chunkIndex & 0xFFFF; +faceIdx = push.chunkIndex >> 16; +quadIndex = chunkInfo[chunkIndex].quadOffset + faceOffset[faceIdx] + (vertexID / 6); +``` + +**Source** : `wiGraphicsDevice_DX12.cpp` lignes 3930-3939 — la command signature est créée par PSO avec `D3D12_INDIRECT_ARGUMENT_TYPE_CONSTANT` + `D3D12_INDIRECT_ARGUMENT_TYPE_DRAW`. + +### 8. SV_VertexID et startVertexLocation — PIÈGE MAJEUR + +Avec `ExecuteIndirect` (DrawInstancedIndirectCount), `SV_VertexID` **n'inclut PAS de manière fiable** `startVertexLocation` de `D3D12_DRAW_ARGUMENTS`. Observé sur AMD RDNA 4 (RX 9070 XT) : SV_VertexID commence toujours à 0 pour chaque draw, ignorant startVertexLocation. + +**Solution** : toujours mettre `startVertexLocation = 0` dans les indirect args, et passer l'offset des quads par un autre canal (push constant + GPUChunkInfo lookup). Ne JAMAIS compter sur `startVertexLocation` pour encoder un offset dans le mega-buffer. + +### 9. Barriers sur buffers indirect + +Les buffers `Usage::DEFAULT` démarrent en COMMON et décayent vers COMMON après chaque exécution de command list. La promotion implicite COMMON → COPY_DST (via UpdateBuffer) et COMMON → INDIRECT_ARGUMENT (via DrawInstancedIndirectCount) fonctionne sans barriers explicites. C'est le même pattern que les SRV buffers (megaQuadBuffer_, chunkInfoBuffer_) qui passent de COPY_DST à SRV usage sans barrier en Phase 2.1. + +**Pour la Phase 2.3 (compute cull)**, des barriers explicites SONT nécessaires : +- `drawCountBuffer_` : COPY_DST → UAV (après UpdateBuffer zero) puis UAV → INDIRECT_ARGUMENT (après dispatch) +- `indirectArgsBuffer_` : UNDEFINED → UAV (COMMON après decay, `ResourceState::UNDEFINED = 0` = COMMON en Wicked) puis UAV → INDIRECT_ARGUMENT +- Wicked Engine appelle `DiscardResource()` quand `state_before == UNDEFINED`, ce qui est OK (le compute écrase les données) + +### 10. PushConstants après BindComputeShader — PIÈGE MAJEUR + +`PushConstants()` dispatche vers `SetGraphicsRoot32BitConstants` ou `SetComputeRoot32BitConstants` selon l'état actif : +- Si `active_pso != nullptr` → **GRAPHICS** push constants +- Sinon si `active_cs != nullptr` → **COMPUTE** push constants + +Après `BindComputeShader` + `Dispatch`, `active_cs` reste actif. Appeler `PushConstants` à ce moment écrit dans les push constants **compute**, pas **graphics**. Le vertex shader ne voit jamais la valeur ! + +**Règle** : toujours appeler `PushConstants` **APRÈS** `BindPipelineState` (qui set `active_pso`) pour cibler les push constants graphics. L'ordre correct : +```cpp +BindPipelineState(&pso_); // ← active_pso = &pso_ +PushConstants(&data, ...); // ← SetGraphicsRoot32BitConstants ✓ +Draw*(...); +``` + +--- + +## CreateBuffer avec capacity > data size + +**Symptôme** : crash dans `memmove` au démarrage (EXCEPTION_ACCESS_VIOLATION, reading past vector bounds). + +**Cause racine** : `CreateBuffer(desc, data_ptr, buffer)` dans Wicked Engine copie `desc.size` bytes depuis `data_ptr` via `memmove`. Quand le buffer est pré-alloué avec une capacité plus grande que les données réelles (ex: 25% de headroom), `desc.size > vector.size() * stride` → lecture hors limites. + +**Solution** : créer le buffer SANS données initiales (`CreateBuffer(desc, nullptr, buffer)`), puis uploader les données dans `Render()` via `UpdateBuffer(buffer, data, cmd, actual_size)` qui prend une taille explicite. + +**Fichiers** : `VoxelRenderer.cpp` — `uploadTopingData()`, `uploadSmoothData()`, `uploadSmoothDataFast()` + +--- + +## BLAS/TLAS per-frame recreation — VRAM leak + +**Symptôme** : VRAM explose dès le début de l'animation F3 (terrain dynamique). Le GPU alloue des centaines de MB par seconde. + +**Cause racine** : `CreateRaytracingAccelerationStructure` alloue de la mémoire GPU (scratch + result buffers) pour chaque BLAS/TLAS. Pendant l'animation, le vertex count change à chaque frame → le BLAS est recréé chaque frame. L'ancienne allocation est libérée en différé (3 frames de latence GPU) → accumulation VRAM. + +Particulièrement grave pour la toping BLAS (~23M vertices, ~7.7M triangles) — chaque recréation alloue des dizaines de MB. + +**Solution — allocation capacity-based** : + +1. **BLAS** : Créer avec `vertex_count = capacity` (25% headroom). Avant chaque `BuildRaytracingAccelerationStructure`, mettre à jour `desc.bottom_level.geometries[0].triangles.vertex_count` avec le count réel. Le Build reconstruit le BVH in-place sans réallouer. Ne recréer le BLAS que quand le count dépasse la capacité. + +```cpp +// Création (une seule fois, ou quand capacité dépassée) +if (!blas.IsValid() || vertCount > blasCapacity) { + blasCapacity = vertCount + vertCount / 4; // 25% headroom + // ... desc avec vertex_count = blasCapacity ... + dev->CreateRaytracingAccelerationStructure(&desc, &blas); +} +// Build chaque frame (update desc.vertex_count avec le count réel) +blas.desc.bottom_level.geometries[0].triangles.vertex_count = vertCount; +blas.desc.bottom_level.geometries[0].triangles.index_count = vertCount; +dev->BuildRaytracingAccelerationStructure(&blas, cmd, nullptr); +``` + +2. **TLAS** : Ne recréer que quand le nombre d'instances change (ex: 2→3 quand la toping BLAS devient valide). Sinon, `BuildRaytracingAccelerationStructure` suffit car les pointeurs BLAS restent stables (les BLAS ne sont pas recréés). + +3. **Deferred upload pattern** : Les positions BLAS toping sont uploadées via `UpdateBuffer` dans `Render()` (flag `topingBLASDirty_`) avant le BLAS rebuild, car `Update()` n'a pas de CommandList. + +**Fichiers** : `VoxelRenderer.cpp` — `buildAccelerationStructures()`, `VoxelRenderPath::Render()` + +--- + +## Diagnostics et debugging + +**Crash handler SEH** (`main.cpp`) : `SetUnhandledExceptionFilter` écrit : +- `bvle_crash.log` : stack trace avec symboles + adresses +- `bvle_crash.dmp` : minidump analysable avec Visual Studio +- Nécessite `dbghelp.lib` et build avec symbols (`RelWithDebInfo` ou `Debug`) + +**D3D12 Debug Layer** : lancer avec `BVLEVoxels.exe debugdevice` pour activer. Active aussi DRED (Device Removed Extended Data) pour diagnostiquer les GPU hangs. + +**Erreurs GPU courantes** : +- `DXGI_ERROR_INVALID_CALL` → render pass imbriqué ou resource state invalide +- `DXGI_ERROR_DEVICE_HUNG` → shader en boucle infinie ou accès mémoire hors limites +- Dialog bloquant avec `messageBox` → vient de `wi::helper::messageBox()`, ne pas confondre avec un crash + +**Détection de crash GPU depuis CLI (Claude Code)** : les crashs GPU (`DXGI_ERROR_INVALID_CALL`, device removed) affichent une **modale Windows bloquante** via `wi::helper::messageBox()`. `timeout` tue le process sans détecter le crash. Pour détecter correctement : +1. **NE PAS utiliser `timeout`** pour tester — demander à l'utilisateur de lancer manuellement +2. Vérifier `bvle_backlog.txt` après exécution (contient les erreurs DX12) +3. Vérifier `bvle_crash.log` et `bvle_crash.dmp` pour les crashs SEH +4. Lancer avec `debugdevice` pour obtenir les messages de validation D3D12 détaillés dans le backlog +5. Un exit code non-zéro n'est PAS fiable : `timeout` renvoie 124, la modale attend indéfiniment + +**Backlog Wicked** : `wi::backlog::SetLogFile("bvle_backlog.txt")` redirige les logs vers un fichier. Touche `~` (tilde) pour toggler la console à l'écran. + +**Mode debug face-color** : lancer avec `BVLEVoxels.exe debug` pour activer. Génère un monde de test (blocs isolés) et colore chaque face selon sa direction : +- Bright Red / Dark Red = +X / -X +- Bright Green / Dark Green = +Y / -Y +- Bright Blue / Dark Blue = +Z / -Z + +--- + +## Gestion des resource states DX12 (buffers) + +**Wicked Engine ne fait AUCUN tracking automatique d'état pour les buffers.** Les `GPUBarrier::Buffer(buf, before, after)` sont passées directement à D3D12 sans validation. **Le `state_before` DOIT correspondre à l'état DX12 réel, sinon → DXGI_ERROR_INVALID_CALL.** + +**Pièges critiques :** +- `UpdateBuffer()` → appelle `CopyBufferRegion` sans aucune barrier. Le buffer **DOIT** être en COPY_DST (ou COMMON pour promotion implicite sur frame 1). +- Après `DrawInstancedIndirectCount`, les buffers indirect restent en **INDIRECT_ARGUMENT**. Appeler `UpdateBuffer` dessus au frame suivant → crash car pas de transition INDIRECT_ARGUMENT → COPY_DST. +- Les buffers créés avec `Usage::DEFAULT` démarrent en état **COMMON** (D3D12). COMMON supporte la promotion implicite vers COPY_DST, SRV, etc. mais **PAS vers UAV**. +- Solution recommandée : **tracker l'état manuellement** avec un `mutable ResourceState` et faire des barriers explicites entre chaque usage. diff --git a/src/voxel/VoxelRenderer.cpp b/src/voxel/VoxelRenderer.cpp index 2bb5e3f..42e267f 100644 --- a/src/voxel/VoxelRenderer.cpp +++ b/src/voxel/VoxelRenderer.cpp @@ -1013,9 +1013,11 @@ void VoxelRenderer::buildAccelerationStructures(CommandList cmd) const { uint32_t blockyVertCount = rtBlockyVertexCount_; if (blockyVertCount < 3) blockyVertCount = 0; // Need at least 1 triangle if (blockyVertCount > 0 && blasPositionBuffer_.IsValid()) { - // (Re)create BLAS if needed (vertex count changed or first time) - if (!blockyBLAS_.IsValid() || blockyBLAS_.desc.bottom_level.geometries.empty() || - blockyBLAS_.desc.bottom_level.geometries[0].triangles.vertex_count != blockyVertCount) { + // Only (re)create BLAS when vertex count exceeds allocated capacity. + // CreateRaytracingAccelerationStructure allocates GPU memory — calling it per-frame leaks VRAM. + // We allocate with headroom and update desc.vertex_count before each Build. + if (!blockyBLAS_.IsValid() || blockyVertCount > blockyBLASCapacity_) { + blockyBLASCapacity_ = blockyVertCount + blockyVertCount / 4; // 25% headroom RaytracingAccelerationStructureDesc desc; desc.type = RaytracingAccelerationStructureDesc::Type::BOTTOMLEVEL; @@ -1027,14 +1029,11 @@ void VoxelRenderer::buildAccelerationStructures(CommandList cmd) const { geom.flags = RaytracingAccelerationStructureDesc::BottomLevel::Geometry::FLAG_OPAQUE; geom.triangles.vertex_buffer = blasPositionBuffer_; geom.triangles.vertex_byte_offset = 0; - geom.triangles.vertex_count = blockyVertCount; - geom.triangles.vertex_stride = sizeof(float) * 3; // 12 bytes per float3 + geom.triangles.vertex_count = blockyBLASCapacity_; // allocate for capacity + geom.triangles.vertex_stride = sizeof(float) * 3; geom.triangles.vertex_format = Format::R32G32B32_FLOAT; - // Wicked ALWAYS accesses index_buffer via to_internal() — a default GPUBuffer - // causes null deref. And DX12 treats non-zero IndexBuffer + IndexCount=0 as - // "indexed with 0 triangles" → empty BLAS. Solution: real sequential index buffer. geom.triangles.index_buffer = blasIndexBuffer_; - geom.triangles.index_count = blockyVertCount; + geom.triangles.index_count = blockyBLASCapacity_; geom.triangles.index_format = IndexBufferFormat::UINT32; geom.triangles.index_offset = 0; @@ -1042,8 +1041,8 @@ void VoxelRenderer::buildAccelerationStructures(CommandList cmd) const { &blockyBLAS_); if (ok) { dev->SetName(&blockyBLAS_, "VoxelRenderer::blockyBLAS"); - wi::backlog::post("VoxelRenderer: blocky BLAS created (" - + std::to_string(blockyVertCount / 3) + " tris)"); + wi::backlog::post("VoxelRenderer: blocky BLAS created (capacity " + + std::to_string(blockyBLASCapacity_ / 3) + " tris)"); } else { wi::backlog::post("VoxelRenderer: failed to create blocky BLAS", wi::backlog::LogLevel::Error); rtAvailable_ = false; @@ -1051,7 +1050,9 @@ void VoxelRenderer::buildAccelerationStructures(CommandList cmd) const { } } - // Build BLAS + // Update actual vertex count in descriptor before Build + blockyBLAS_.desc.bottom_level.geometries[0].triangles.vertex_count = blockyVertCount; + blockyBLAS_.desc.bottom_level.geometries[0].triangles.index_count = blockyVertCount; dev->BuildRaytracingAccelerationStructure(&blockyBLAS_, cmd, nullptr); } @@ -1063,8 +1064,9 @@ void VoxelRenderer::buildAccelerationStructures(CommandList cmd) const { const GPUBuffer& smoothVB = useGpuSmooth ? gpuSmoothVertexBuffer_ : smoothVertexBuffer_; if (smoothVertCount > 0 && smoothVB.IsValid()) { - if (!smoothBLAS_.IsValid() || smoothBLAS_.desc.bottom_level.geometries.empty() || - smoothBLAS_.desc.bottom_level.geometries[0].triangles.vertex_count != smoothVertCount) { + // Capacity-based: only recreate when exceeding allocated capacity + if (!smoothBLAS_.IsValid() || smoothVertCount > smoothBLASCapacity_) { + smoothBLASCapacity_ = smoothVertCount + smoothVertCount / 4; // 25% headroom RaytracingAccelerationStructureDesc desc; desc.type = RaytracingAccelerationStructureDesc::Type::BOTTOMLEVEL; @@ -1076,11 +1078,10 @@ void VoxelRenderer::buildAccelerationStructures(CommandList cmd) const { geom.flags = RaytracingAccelerationStructureDesc::BottomLevel::Geometry::FLAG_OPAQUE; geom.triangles.vertex_buffer = smoothVB; geom.triangles.vertex_byte_offset = 0; - geom.triangles.vertex_count = smoothVertCount; + geom.triangles.vertex_count = smoothBLASCapacity_; geom.triangles.vertex_stride = 32; // SmoothVtx struct = 32 bytes, position at offset 0 - // Wicked always accesses index_buffer — must be valid + use real indices geom.triangles.index_buffer = blasIndexBuffer_; - geom.triangles.index_count = smoothVertCount; + geom.triangles.index_count = smoothBLASCapacity_; geom.triangles.index_format = IndexBufferFormat::UINT32; geom.triangles.index_offset = 0; geom.triangles.vertex_format = Format::R32G32B32_FLOAT; @@ -1089,14 +1090,17 @@ void VoxelRenderer::buildAccelerationStructures(CommandList cmd) const { &smoothBLAS_); if (ok) { dev->SetName(&smoothBLAS_, "VoxelRenderer::smoothBLAS"); - wi::backlog::post("VoxelRenderer: smooth BLAS created (" - + std::to_string(smoothVertCount / 3) + " tris)"); + wi::backlog::post("VoxelRenderer: smooth BLAS created (capacity " + + std::to_string(smoothBLASCapacity_ / 3) + " tris)"); } else { wi::backlog::post("VoxelRenderer: failed to create smooth BLAS", wi::backlog::LogLevel::Error); } } if (smoothBLAS_.IsValid()) { + // Update actual vertex count before Build + smoothBLAS_.desc.bottom_level.geometries[0].triangles.vertex_count = smoothVertCount; + smoothBLAS_.desc.bottom_level.geometries[0].triangles.index_count = smoothVertCount; dev->BuildRaytracingAccelerationStructure(&smoothBLAS_, cmd, nullptr); } @@ -1106,12 +1110,13 @@ void VoxelRenderer::buildAccelerationStructures(CommandList cmd) const { // ── Toping BLAS ────────────────────────────────────────────── uint32_t topingVertCount = rtTopingVertexCount_; if (topingVertCount >= 3 && topingBLASPositionBuffer_.IsValid()) { - if (!topingBLAS_.IsValid() || topingBLAS_.desc.bottom_level.geometries.empty() || - topingBLAS_.desc.bottom_level.geometries[0].triangles.vertex_count != topingVertCount) { + // Capacity-based: only recreate when exceeding allocated capacity + if (!topingBLAS_.IsValid() || topingVertCount > topingBLASASCapacity_) { + topingBLASASCapacity_ = topingVertCount + topingVertCount / 4; // 25% headroom RaytracingAccelerationStructureDesc desc; desc.type = RaytracingAccelerationStructureDesc::Type::BOTTOMLEVEL; - desc.flags = RaytracingAccelerationStructureDesc::FLAG_PREFER_FAST_TRACE; // optimize traversal + desc.flags = RaytracingAccelerationStructureDesc::FLAG_PREFER_FAST_BUILD; // fast rebuild for animation desc.bottom_level.geometries.resize(1); auto& geom = desc.bottom_level.geometries[0]; @@ -1119,25 +1124,28 @@ void VoxelRenderer::buildAccelerationStructures(CommandList cmd) const { geom.flags = RaytracingAccelerationStructureDesc::BottomLevel::Geometry::FLAG_OPAQUE; geom.triangles.vertex_buffer = topingBLASPositionBuffer_; geom.triangles.vertex_byte_offset = 0; - geom.triangles.vertex_count = topingVertCount; + geom.triangles.vertex_count = topingBLASASCapacity_; geom.triangles.vertex_stride = sizeof(float) * 3; geom.triangles.vertex_format = Format::R32G32B32_FLOAT; geom.triangles.index_buffer = topingBLASIndexBuffer_; - geom.triangles.index_count = topingVertCount; + geom.triangles.index_count = topingBLASASCapacity_; geom.triangles.index_format = IndexBufferFormat::UINT32; geom.triangles.index_offset = 0; bool ok = dev->CreateRaytracingAccelerationStructure(&desc, &topingBLAS_); if (ok) { dev->SetName(&topingBLAS_, "VoxelRenderer::topingBLAS"); - wi::backlog::post("VoxelRenderer: toping BLAS created (" - + std::to_string(topingVertCount / 3) + " tris)"); + wi::backlog::post("VoxelRenderer: toping BLAS created (capacity " + + std::to_string(topingBLASASCapacity_ / 3) + " tris)"); } else { wi::backlog::post("VoxelRenderer: failed to create toping BLAS", wi::backlog::LogLevel::Error); } } if (topingBLAS_.IsValid()) { + // Update actual vertex count before Build + topingBLAS_.desc.bottom_level.geometries[0].triangles.vertex_count = topingVertCount; + topingBLAS_.desc.bottom_level.geometries[0].triangles.index_count = topingVertCount; dev->BuildRaytracingAccelerationStructure(&topingBLAS_, cmd, nullptr); } } @@ -1151,98 +1159,90 @@ void VoxelRenderer::buildAccelerationStructures(CommandList cmd) const { } // ── TLAS (up to 3 instances: blocky + smooth + topings) ──── - // Always recreate TLAS with pre-filled instance data via CreateBuffer2. - // RAY_TRACING instance buffers have special resource state requirements, - // so UpdateBuffer (CopyBufferRegion) would crash on state mismatch. + // Only recreate TLAS when instance count changes. BLASes are capacity-based + // (never recreated during animation), so BLAS pointers remain stable. + // For subsequent frames, just rebuild the TLAS to pick up rebuilt BLASes. uint32_t instanceCount = 0; if (blockyBLAS_.IsValid()) instanceCount++; if (smoothBLAS_.IsValid() && smoothVertCount > 0) instanceCount++; if (topingBLAS_.IsValid() && topingVertCount >= 3) instanceCount++; if (instanceCount == 0) { rtDirty_ = false; return; } - const size_t instSize = dev->GetTopLevelAccelerationStructureInstanceSize(); + // Recreate TLAS only when instance count changes (avoids per-frame GPU allocation) + if (!tlas_.IsValid() || instanceCount != tlasInstanceCount_) { + const size_t instSize = dev->GetTopLevelAccelerationStructureInstanceSize(); - // Identity transform (3x4 row-major) - auto setIdentity = [](float transform[3][4]) { - std::memset(transform, 0, sizeof(float) * 12); - transform[0][0] = 1.0f; - transform[1][1] = 1.0f; - transform[2][2] = 1.0f; - }; + auto setIdentity = [](float transform[3][4]) { + std::memset(transform, 0, sizeof(float) * 12); + transform[0][0] = 1.0f; + transform[1][1] = 1.0f; + transform[2][2] = 1.0f; + }; - // Capture BLAS pointers for the lambda (can't capture member references) - const RaytracingAccelerationStructure* blockyBLASPtr = blockyBLAS_.IsValid() ? &blockyBLAS_ : nullptr; - const RaytracingAccelerationStructure* smoothBLASPtr = (smoothBLAS_.IsValid() && smoothVertCount > 0) ? &smoothBLAS_ : nullptr; - const RaytracingAccelerationStructure* topingBLASPtr = (topingBLAS_.IsValid() && topingVertCount >= 3) ? &topingBLAS_ : nullptr; + const RaytracingAccelerationStructure* blockyBLASPtr = blockyBLAS_.IsValid() ? &blockyBLAS_ : nullptr; + const RaytracingAccelerationStructure* smoothBLASPtr = (smoothBLAS_.IsValid() && smoothVertCount > 0) ? &smoothBLAS_ : nullptr; + const RaytracingAccelerationStructure* topingBLASPtr = (topingBLAS_.IsValid() && topingVertCount >= 3) ? &topingBLAS_ : nullptr; - // Create TLAS with instance data pre-filled in the creation callback. - // This avoids any UpdateBuffer on RAY_TRACING flagged buffers. - RaytracingAccelerationStructureDesc desc; - desc.flags = RaytracingAccelerationStructureDesc::FLAG_PREFER_FAST_BUILD; - desc.type = RaytracingAccelerationStructureDesc::Type::TOPLEVEL; - desc.top_level.count = instanceCount; + RaytracingAccelerationStructureDesc desc; + desc.flags = RaytracingAccelerationStructureDesc::FLAG_PREFER_FAST_BUILD; + desc.type = RaytracingAccelerationStructureDesc::Type::TOPLEVEL; + desc.top_level.count = instanceCount; - GPUBufferDesc bufdesc; - bufdesc.misc_flags = ResourceMiscFlag::RAY_TRACING; - bufdesc.stride = (uint32_t)instSize; - bufdesc.size = bufdesc.stride * desc.top_level.count; + GPUBufferDesc bufdesc; + bufdesc.misc_flags = ResourceMiscFlag::RAY_TRACING; + bufdesc.stride = (uint32_t)instSize; + bufdesc.size = bufdesc.stride * desc.top_level.count; - auto initInstances = [&](void* dest) { - uint32_t idx = 0; + auto initInstances = [&](void* dest) { + uint32_t idx = 0; + if (blockyBLASPtr) { + RaytracingAccelerationStructureDesc::TopLevel::Instance inst; + setIdentity(inst.transform); + inst.instance_id = 0; inst.instance_mask = 0xFF; + inst.instance_contribution_to_hit_group_index = 0; inst.flags = 0; + inst.bottom_level = blockyBLASPtr; + dev->WriteTopLevelAccelerationStructureInstance(&inst, (uint8_t*)dest + idx * instSize); + idx++; + } + if (smoothBLASPtr) { + RaytracingAccelerationStructureDesc::TopLevel::Instance inst; + setIdentity(inst.transform); + inst.instance_id = 1; inst.instance_mask = 0xFF; + inst.instance_contribution_to_hit_group_index = 0; inst.flags = 0; + inst.bottom_level = smoothBLASPtr; + dev->WriteTopLevelAccelerationStructureInstance(&inst, (uint8_t*)dest + idx * instSize); + idx++; + } + if (topingBLASPtr) { + RaytracingAccelerationStructureDesc::TopLevel::Instance inst; + setIdentity(inst.transform); + inst.instance_id = 2; inst.instance_mask = 0xFF; + inst.instance_contribution_to_hit_group_index = 0; inst.flags = 0; + inst.bottom_level = topingBLASPtr; + dev->WriteTopLevelAccelerationStructureInstance(&inst, (uint8_t*)dest + idx * instSize); + idx++; + } + }; - if (blockyBLASPtr) { - RaytracingAccelerationStructureDesc::TopLevel::Instance inst; - setIdentity(inst.transform); - inst.instance_id = 0; - inst.instance_mask = 0xFF; - inst.instance_contribution_to_hit_group_index = 0; - inst.flags = 0; - inst.bottom_level = blockyBLASPtr; - dev->WriteTopLevelAccelerationStructureInstance(&inst, (uint8_t*)dest + idx * instSize); - idx++; + bool ok = dev->CreateBuffer2(&bufdesc, initInstances, &desc.top_level.instance_buffer); + if (!ok) { + wi::backlog::post("VoxelRenderer: failed to create TLAS instance buffer", wi::backlog::LogLevel::Error); + rtDirty_ = false; + return; } - if (smoothBLASPtr) { - RaytracingAccelerationStructureDesc::TopLevel::Instance inst; - setIdentity(inst.transform); - inst.instance_id = 1; - inst.instance_mask = 0xFF; - inst.instance_contribution_to_hit_group_index = 0; - inst.flags = 0; - inst.bottom_level = smoothBLASPtr; - dev->WriteTopLevelAccelerationStructureInstance(&inst, (uint8_t*)dest + idx * instSize); - idx++; + ok = dev->CreateRaytracingAccelerationStructure(&desc, &tlas_); + if (!ok) { + wi::backlog::post("VoxelRenderer: failed to create TLAS", wi::backlog::LogLevel::Error); + rtDirty_ = false; + return; } - if (topingBLASPtr) { - RaytracingAccelerationStructureDesc::TopLevel::Instance inst; - setIdentity(inst.transform); - inst.instance_id = 2; - inst.instance_mask = 0xFF; - inst.instance_contribution_to_hit_group_index = 0; - inst.flags = 0; - inst.bottom_level = topingBLASPtr; - dev->WriteTopLevelAccelerationStructureInstance(&inst, (uint8_t*)dest + idx * instSize); - idx++; - } - }; - - bool ok = dev->CreateBuffer2(&bufdesc, initInstances, &desc.top_level.instance_buffer); - if (!ok) { - wi::backlog::post("VoxelRenderer: failed to create TLAS instance buffer", wi::backlog::LogLevel::Error); - rtDirty_ = false; - return; + tlasInstanceCount_ = instanceCount; + wi::backlog::post("VoxelRenderer: TLAS created (" + std::to_string(instanceCount) + " instances)"); } - ok = dev->CreateRaytracingAccelerationStructure(&desc, - &tlas_); - if (!ok) { - wi::backlog::post("VoxelRenderer: failed to create TLAS", wi::backlog::LogLevel::Error); - rtDirty_ = false; - return; - } - - // Build TLAS + // Rebuild TLAS (picks up rebuilt BLASes with new vertex data) dev->BuildRaytracingAccelerationStructure(&tlas_, cmd, nullptr); // Memory barrier: sync TLAS build before ray queries can use it @@ -1408,6 +1408,7 @@ void VoxelRenderer::dispatchShadows(CommandList cmd, dev->BindComputeShader(&aoApplyShader_, cmd); dev->BindResource(&aoRawTexture_, 0, cmd); // t0 = blurred AO + dev->BindResource(&depthBuffer, 1, cmd); // t1 = depth (for sky detection) dev->BindUAV(&renderTarget, 0, cmd); // u0 = color struct ApplyPush { @@ -2037,18 +2038,33 @@ void VoxelRenderer::uploadTopingData(const TopingSystem& topingSystem) { topingGpuInsts_[i] = { topingSorted_[i].wx, topingSorted_[i].wy, topingSorted_[i].wz }; } - // Recreate buffer each frame (UpdateBuffer requires barrier management). - // Persistent staging vectors eliminate per-frame heap allocations. - GPUBufferDesc ibDesc; - ibDesc.size = instCount * sizeof(TopingGPUInst); - ibDesc.bind_flags = BindFlag::SHADER_RESOURCE; - ibDesc.misc_flags = ResourceMiscFlag::BUFFER_STRUCTURED; - ibDesc.stride = sizeof(TopingGPUInst); - ibDesc.usage = Usage::DEFAULT; - device_->CreateBuffer(&ibDesc, topingGpuInsts_.data(), &topingInstanceBuffer_); + // Pre-allocate instance buffer; only recreate when capacity needs to grow. + // Data upload deferred to Render() via UpdateBuffer (needs CommandList). + if (!topingInstanceBuffer_.IsValid() || topingInstanceCapacity_ < instCount) { + topingInstanceCapacity_ = instCount + instCount / 4; // 25% headroom + GPUBufferDesc ibDesc; + ibDesc.size = topingInstanceCapacity_ * sizeof(TopingGPUInst); + ibDesc.bind_flags = BindFlag::SHADER_RESOURCE; + ibDesc.misc_flags = ResourceMiscFlag::BUFFER_STRUCTURED; + ibDesc.stride = sizeof(TopingGPUInst); + ibDesc.usage = Usage::DEFAULT; + // Create WITHOUT data — Wicked copies desc.size bytes from data ptr, + // which would overread our vector (instCount < topingInstanceCapacity_). + // Actual data upload deferred to Render() via UpdateBuffer. + device_->CreateBuffer(&ibDesc, nullptr, &topingInstanceBuffer_); + topingInstanceDirty_ = true; // upload data in Render() + char msg[128]; + snprintf(msg, sizeof(msg), "Toping: allocated instance buffer (%u capacity, %.1f KB)", + topingInstanceCapacity_, topingInstanceCapacity_ * sizeof(TopingGPUInst) / 1024.0f); + wi::backlog::post(msg); + } else { + topingInstanceDirty_ = true; // deferred upload in Render() + } - // ── Build toping BLAS position buffer ─────────────────────── - // Expand (mesh vertices × instances) → world-space float3 positions. + // ── Build toping BLAS position data ──────────────────────── + // Compute world-space positions for all toping instances. + // Buffer is pre-allocated once (no per-frame CreateBuffer), data uploaded + // in Render() via UpdateBuffer (deferred — needs CommandList). const auto& defs = topingSystem.getDefs(); uint32_t totalTopingVerts = 0; for (uint32_t i = 0; i < instCount; i++) { @@ -2058,50 +2074,60 @@ void VoxelRenderer::uploadTopingData(const TopingSystem& topingSystem) { } if (totalTopingVerts > 0 && !verts.empty()) { - std::vector positions(totalTopingVerts * 3); // float3 per vertex + // Fill staging buffer with world-space positions + topingBLASPositionStaging_.resize(totalTopingVerts * 3); uint32_t outIdx = 0; for (uint32_t i = 0; i < instCount; i++) { const auto& si = topingSorted_[i]; if (si.type >= defs.size()) continue; + if (si.variant >= 16) continue; const auto& slice = defs[si.type].variants[si.variant]; for (uint32_t v = 0; v < slice.count; v++) { + if (slice.offset + v >= verts.size()) break; + if (outIdx >= totalTopingVerts) break; const auto& vtx = verts[slice.offset + v]; - positions[outIdx * 3 + 0] = vtx.px + si.wx; - positions[outIdx * 3 + 1] = vtx.py + si.wy; - positions[outIdx * 3 + 2] = vtx.pz + si.wz; + topingBLASPositionStaging_[outIdx * 3 + 0] = vtx.px + si.wx; + topingBLASPositionStaging_[outIdx * 3 + 1] = vtx.py + si.wy; + topingBLASPositionStaging_[outIdx * 3 + 2] = vtx.pz + si.wz; outIdx++; } } + topingBLASVertexCount_ = outIdx; - // Create position buffer - GPUBufferDesc posDesc; - posDesc.size = totalTopingVerts * sizeof(float) * 3; - posDesc.bind_flags = BindFlag::SHADER_RESOURCE; - posDesc.misc_flags = ResourceMiscFlag::RAY_TRACING; - posDesc.usage = Usage::DEFAULT; - device_->CreateBuffer(&posDesc, positions.data(), &topingBLASPositionBuffer_); + // Pre-allocate GPU buffer once; grow only when needed. + // No RAY_TRACING flag — BLAS vertex buffers work with SHADER_RESOURCE + // (same pattern as blocky blasPositionBuffer_). This allows UpdateBuffer. + if (!topingBLASPositionBuffer_.IsValid() || topingBLASPositionCapacity_ < outIdx) { + topingBLASPositionCapacity_ = outIdx + outIdx / 4; // 25% headroom + GPUBufferDesc posDesc; + posDesc.size = (size_t)topingBLASPositionCapacity_ * 3 * sizeof(float); + posDesc.bind_flags = BindFlag::SHADER_RESOURCE; + posDesc.misc_flags = ResourceMiscFlag::NONE; + posDesc.usage = Usage::DEFAULT; + device_->CreateBuffer(&posDesc, nullptr, &topingBLASPositionBuffer_); - // Create sequential index buffer (Wicked requires valid index buffer for BLAS) - if (topingBLASIndexCount_ < totalTopingVerts) { - std::vector indices(totalTopingVerts); - for (uint32_t j = 0; j < totalTopingVerts; j++) indices[j] = j; - - GPUBufferDesc idxDesc; - idxDesc.size = totalTopingVerts * sizeof(uint32_t); - idxDesc.bind_flags = BindFlag::SHADER_RESOURCE; - idxDesc.misc_flags = ResourceMiscFlag::RAY_TRACING; - idxDesc.usage = Usage::DEFAULT; - device_->CreateBuffer(&idxDesc, indices.data(), &topingBLASIndexBuffer_); - topingBLASIndexCount_ = totalTopingVerts; + char msg[256]; + snprintf(msg, sizeof(msg), "Toping BLAS: allocated pos buffer (%u capacity, %.1f MB)", + topingBLASPositionCapacity_, posDesc.size / (1024.0 * 1024.0)); + wi::backlog::post(msg); } - rtTopingVertexCount_ = totalTopingVerts; - rtDirty_ = true; + // Pre-allocate index buffer (sequential [0,1,2,...]) — grow only when needed + if (topingBLASIndexCount_ < topingBLASPositionCapacity_) { + uint32_t idxCount = topingBLASPositionCapacity_; + std::vector indices(idxCount); + for (uint32_t j = 0; j < idxCount; j++) indices[j] = j; - char msg[128]; - snprintf(msg, sizeof(msg), "Toping BLAS: %u vertices (%u tris)", - totalTopingVerts, totalTopingVerts / 3); - wi::backlog::post(msg); + GPUBufferDesc idxDesc; + idxDesc.size = (size_t)idxCount * sizeof(uint32_t); + idxDesc.bind_flags = BindFlag::SHADER_RESOURCE; + idxDesc.misc_flags = ResourceMiscFlag::NONE; + idxDesc.usage = Usage::DEFAULT; + device_->CreateBuffer(&idxDesc, indices.data(), &topingBLASIndexBuffer_); + topingBLASIndexCount_ = idxCount; + } + + topingBLASDirty_ = true; // deferred upload + BLAS rebuild in Render() } } @@ -2257,15 +2283,23 @@ void VoxelRenderer::uploadSmoothData(VoxelWorld& world) { return; } - // Recreate buffer each frame (UpdateBuffer requires barrier management). - // Persistent staging vector eliminates per-frame heap allocations. - GPUBufferDesc vbDesc; - vbDesc.size = smoothVertexCount_ * sizeof(SmoothVertex); - vbDesc.bind_flags = BindFlag::SHADER_RESOURCE; - vbDesc.misc_flags = ResourceMiscFlag::BUFFER_STRUCTURED; - vbDesc.stride = sizeof(SmoothVertex); - vbDesc.usage = Usage::DEFAULT; - device_->CreateBuffer(&vbDesc, smoothStagingVerts_.data(), &smoothVertexBuffer_); + // Pre-allocate smooth buffer; only recreate when capacity needs to grow. + if (!smoothVertexBuffer_.IsValid() || smoothVertexCapacity_ < smoothVertexCount_) { + smoothVertexCapacity_ = smoothVertexCount_ + smoothVertexCount_ / 4; // 25% headroom + GPUBufferDesc vbDesc; + vbDesc.size = smoothVertexCapacity_ * sizeof(SmoothVertex); + vbDesc.bind_flags = BindFlag::SHADER_RESOURCE; + vbDesc.misc_flags = ResourceMiscFlag::BUFFER_STRUCTURED; + vbDesc.stride = sizeof(SmoothVertex); + vbDesc.usage = Usage::DEFAULT; + // Create WITHOUT data — capacity > vertex count, Wicked would overread. + device_->CreateBuffer(&vbDesc, nullptr, &smoothVertexBuffer_); + smoothVertexDirty_ = true; // upload data in Render() + wi::backlog::post("Smooth: allocated vertex buffer (" + std::to_string(smoothVertexCapacity_) + + " capacity, " + std::to_string(smoothVertexCapacity_ * sizeof(SmoothVertex) / 1024) + " KB)"); + } else { + smoothVertexDirty_ = true; // deferred upload in Render() + } smoothDirty_ = false; } @@ -2294,13 +2328,21 @@ void VoxelRenderer::uploadSmoothDataFast(VoxelWorld& world) { return; } - GPUBufferDesc vbDesc; - vbDesc.size = smoothVertexCount_ * sizeof(SmoothVertex); - vbDesc.bind_flags = BindFlag::SHADER_RESOURCE; - vbDesc.misc_flags = ResourceMiscFlag::BUFFER_STRUCTURED; - vbDesc.stride = sizeof(SmoothVertex); - vbDesc.usage = Usage::DEFAULT; - device_->CreateBuffer(&vbDesc, smoothStagingVerts_.data(), &smoothVertexBuffer_); + // Pre-allocate smooth buffer; only recreate when capacity needs to grow. + if (!smoothVertexBuffer_.IsValid() || smoothVertexCapacity_ < smoothVertexCount_) { + smoothVertexCapacity_ = smoothVertexCount_ + smoothVertexCount_ / 4; + GPUBufferDesc vbDesc; + vbDesc.size = smoothVertexCapacity_ * sizeof(SmoothVertex); + vbDesc.bind_flags = BindFlag::SHADER_RESOURCE; + vbDesc.misc_flags = ResourceMiscFlag::BUFFER_STRUCTURED; + vbDesc.stride = sizeof(SmoothVertex); + vbDesc.usage = Usage::DEFAULT; + // Create WITHOUT data — capacity > vertex count, Wicked would overread. + device_->CreateBuffer(&vbDesc, nullptr, &smoothVertexBuffer_); + smoothVertexDirty_ = true; // upload data in Render() + } else { + smoothVertexDirty_ = true; // deferred upload in Render() + } smoothDirty_ = false; } @@ -2403,7 +2445,6 @@ void VoxelRenderPath::Start() { } else { world.generateAround(cameraPos.x, cameraPos.y, cameraPos.z, 4); } - // Screenshot mode: fixed camera with good framing of terrain if (screenshotMode) { cameraPos = { 270.0f, 50.0f, 240.0f }; // above terrain, below sky @@ -2646,6 +2687,7 @@ void VoxelRenderPath::Update(float dt) { renderer.voxelCacheDirty_ = false; // cache already filled by fused pack renderer.gpuMeshDirty_ = true; // GPU still needs upload + dispatch + renderer.aoHistoryValid_ = false; // invalidate temporal AO (geometry changed) // Re-mesh smooth surfaces — GPU path or CPU fallback if (renderer.smoothCentroidShader_.IsValid() && renderer.smoothMeshShader_.IsValid()) { @@ -2744,6 +2786,21 @@ void VoxelRenderPath::Render() const { renderer.gpuSmoothMeshDirty_ = true; } + // ── Deferred toping BLAS position upload (must happen BEFORE BLAS build) ── + if (renderer.topingBLASDirty_ && renderer.topingBLASPositionBuffer_.IsValid() && + renderer.topingBLASVertexCount_ > 0 && + !renderer.topingBLASPositionStaging_.empty()) { + size_t uploadSize = (size_t)renderer.topingBLASVertexCount_ * 3 * sizeof(float); + size_t bufferSize = (size_t)renderer.topingBLASPositionCapacity_ * 3 * sizeof(float); + if (uploadSize <= bufferSize) { + device->UpdateBuffer(&renderer.topingBLASPositionBuffer_, + renderer.topingBLASPositionStaging_.data(), cmd, uploadSize); + } + renderer.rtTopingVertexCount_ = renderer.topingBLASVertexCount_; + renderer.rtDirty_ = true; // trigger BLAS/TLAS rebuild + renderer.topingBLASDirty_ = false; + } + // Phase 6.1: BLAS extraction + acceleration structure build if (renderer.rtAvailable_ && renderer.blasExtractShader_.IsValid() && renderer.gpuMeshQuadCount_ > 0 && @@ -2762,6 +2819,29 @@ void VoxelRenderPath::Render() const { } } + // ── Deferred GPU uploads (dirty flags set in Update(), need CommandList) ── + if (renderer.topingInstanceDirty_ && renderer.topingInstanceBuffer_.IsValid() && + !renderer.topingGpuInsts_.empty()) { + size_t uploadSize = renderer.topingGpuInsts_.size() * sizeof(VoxelRenderer::TopingGPUInst); + size_t bufferSize = renderer.topingInstanceCapacity_ * sizeof(VoxelRenderer::TopingGPUInst); + if (uploadSize <= bufferSize) { + device->UpdateBuffer(&renderer.topingInstanceBuffer_, + renderer.topingGpuInsts_.data(), cmd, uploadSize); + } + renderer.topingInstanceDirty_ = false; + } + if (renderer.smoothVertexDirty_ && renderer.smoothVertexBuffer_.IsValid() && + renderer.smoothVertexCount_ > 0 && + renderer.smoothVertexCount_ <= renderer.smoothStagingVerts_.size()) { + size_t uploadSize = renderer.smoothVertexCount_ * sizeof(SmoothVertex); + size_t bufferSize = renderer.smoothVertexCapacity_ * sizeof(SmoothVertex); + if (uploadSize <= bufferSize) { + device->UpdateBuffer(&renderer.smoothVertexBuffer_, + renderer.smoothStagingVerts_.data(), cmd, uploadSize); + } + renderer.smoothVertexDirty_ = false; + } + auto tRender0 = std::chrono::high_resolution_clock::now(); renderer.render(cmd, *camera, voxelDepth_, voxelRT_, voxelNormalRT_); diff --git a/src/voxel/VoxelRenderer.h b/src/voxel/VoxelRenderer.h index a54c5da..42f9281 100644 --- a/src/voxel/VoxelRenderer.h +++ b/src/voxel/VoxelRenderer.h @@ -83,6 +83,8 @@ private: wi::graphics::PipelineState topingPso_; wi::graphics::GPUBuffer topingVertexBuffer_; // StructuredBuffer, SRV t4 wi::graphics::GPUBuffer topingInstanceBuffer_; // StructuredBuffer, SRV t5 + mutable uint32_t topingInstanceCapacity_ = 0; // pre-allocated capacity (avoid per-frame CreateBuffer) + mutable bool topingInstanceDirty_ = false; // deferred upload via UpdateBuffer in Render() static constexpr uint32_t MAX_TOPING_INSTANCES = 256 * 1024; // 256K instances max // Persistent staging buffers for toping upload (avoids per-frame allocations) struct TopingSortedInst { float wx, wy, wz; uint16_t type, variant; }; @@ -97,10 +99,12 @@ private: wi::graphics::RasterizerState smoothRasterizer_; wi::graphics::PipelineState smoothPso_; wi::graphics::GPUBuffer smoothVertexBuffer_; // StructuredBuffer, SRV t6 + mutable uint32_t smoothVertexCapacity_ = 0; // pre-allocated capacity (avoid per-frame CreateBuffer) std::vector smoothStagingVerts_; // persistent staging buffer (avoids per-frame alloc) static constexpr uint32_t MAX_SMOOTH_VERTICES = 4 * 1024 * 1024; // 4M vertices max mutable uint32_t smoothVertexCount_ = 0; mutable uint32_t smoothDrawCalls_ = 0; + mutable bool smoothVertexDirty_ = false; // deferred upload via UpdateBuffer in Render() bool smoothDirty_ = true; // Texture array for materials (256x256, 5 layers for prototype) @@ -210,13 +214,22 @@ private: mutable wi::graphics::RaytracingAccelerationStructure tlas_; mutable wi::graphics::GPUBuffer topingBLASPositionBuffer_; // float3[] world-space toping positions mutable wi::graphics::GPUBuffer topingBLASIndexBuffer_; // sequential indices for toping BLAS + mutable uint32_t topingBLASPositionCapacity_ = 0; // pre-allocated capacity (vertices) mutable uint32_t topingBLASIndexCount_ = 0; // size of toping index buffer + mutable bool topingBLASDirty_ = false; // deferred BLAS position upload + rebuild + mutable uint32_t topingBLASVertexCount_ = 0; // actual vertex count for current frame + std::vector topingBLASPositionStaging_; // CPU staging for deferred upload static constexpr uint32_t MAX_BLAS_VERTICES = MEGA_BUFFER_CAPACITY * 6; // 6 verts per quad mutable bool rtAvailable_ = false; // GPU supports RT mutable bool rtDirty_ = true; // BLAS/TLAS need rebuild mutable uint32_t rtBlockyVertexCount_ = 0; // current blocky BLAS vertex count mutable uint32_t rtSmoothVertexCount_ = 0; // current smooth BLAS vertex count mutable uint32_t rtTopingVertexCount_ = 0; // current toping BLAS vertex count + // BLAS capacity tracking: only recreate AS when vertex count exceeds capacity + mutable uint32_t blockyBLASCapacity_ = 0; // vertex count at BLAS creation + mutable uint32_t smoothBLASCapacity_ = 0; + mutable uint32_t topingBLASASCapacity_ = 0; // separate from topingBLASPositionCapacity_ (buffer capacity) + mutable uint32_t tlasInstanceCount_ = 0; // track TLAS instance count to avoid per-frame recreation void dispatchBLASExtract(wi::graphics::CommandList cmd) const; void buildAccelerationStructures(wi::graphics::CommandList cmd) const;