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Software Development

渲染與GPU編程系列 第 31

結語|把光與算力化成作品的這 30 天

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先恭喜你,完賽!🎉
從第 0 天開場,到最後把光柵化與光線追蹤放在同一張桌上比較,我們一路把「圖形學+GPU 編程」拆成一口一口能吞的餐:從 渲染管線、Shader、PBR、法線貼圖、Instancing,到 Vulkan/WebGPU 的實作,再延伸到 CUDA、效能分析、AVX-512、MPI。你已經把「畫面為何能被畫出來」與「怎樣讓它更快」的兩條主線走通了。


這趟旅程,最該留下的 7 個心法

  1. 先正確,後快速:先有「對的畫面/結果」,再用 profiler 找最大瓶頸,對症施藥。
  2. 資料驅動效能:資料布局 > 指令花式。SoA、連續記憶體、coalesced access,勝過過度微優化。
  3. 管線思維:從頂點到像素,每一站都能「過濾掉不必要的工作」:culling、depth pre-pass、半解析度後處理。
  4. 混合式心態:光柵化吞吐,RT 負責關鍵真實感;把重武器只放在高回報的地方。
  5. 可觀測性:RenderDoc/Nsight/GPA 是你的「顯微鏡」。沒有量測,所有優化都是猜。
  6. 跨域協作:MPI 分散資料、CUDA 加速核心、再交給 Vulkan/WebGPU 繪製——把工具串起來才叫系統。
  7. 小步快跑:每篇一個可執行 demo,拉一條「before/after」對照線,讓進步變得可見。

如果還想更強:30/60/90 天修煉提案

  • 30 天|做一個小型 Viewer

    • WebGPU:載入 glTF + PBR(IBL/BRDF LUT),加基本陰影與後處理。
    • 產出:能讀素材、可調參(Roughness/Metalness/Exposure)的「可攜作品」。
  • 60 天|工程化與效能

    • Vulkan:導入 frame graph、timestamp queries、instancing、tiled/clustered lights。
    • 產出:RenderDoc 報告(前後對比)、效能曲線與學到的最佳化 checklist。
  • 90 天|混合渲染或 GPU-Driven

    • RT 陰影/反射(1–2 spp)+時域降噪;或做 frustum/occlusion culling + indirect draw 的 GPU-Driven pipeline。
    • 產出:一段展示影片 + 技術手記(原因、做法、數據、限制)。

你已經具備的能力

  • 能從 初始化一條渲染管線(WebGPU/Vulkan),正確處理 矩陣/空間/法線
  • 理解並能實作 PBR 的核心(NDF/F/G、Fresnel、IBL 基本流程)。
  • 會用 RenderDoc / Nsight 找出瓶頸,能提出並驗證優化假說。
  • 能把 CUDA 做的計算結果對接渲染端;知道 MPI 在分散式計算的角色。
  • 面對新技術(AVX-512、RT/DXR、Compute)知道從哪裡下手與怎麼驗證。

謝誌與後記

謝謝你願意把「硬核主題」咀嚼成每天的練習。圖形與 GPU 是條長路,但也最講「手感」與「證據」。願這 30 天讓你獲得兩樣東西:

  • 自信:我可以把抽象術語變成跑起來的畫面。
  • 方法:先量測、再下刀、留證據。

再次恭喜完賽,接下來——**把光與算力,變成你的名字。**🚀


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延伸:光柵化 vs 光線追蹤:兩種渲染方式的比較與取捨
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渲染與GPU編程31
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