USD在Maya中通过Hydra来进行渲染



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    简介

    USD全称是“Universal Scene Description”,它主要着力的是电影、游戏复杂制作的流程的规范化。这回我们主要来研究USD在Maya中有关渲染部分究竟是如何实现的。

    USD通过附属的子项目Hydra来实现在其工具“UsdView”以及Maya中渲染方面的实现。Hydra是一款经过多年锤炼的渲染引擎(据说自从2012年就开始研发),Hydra与Maya中有关渲染的结合得益于Maya支持第三方渲染框架通过它提出的“Viewport (1.0、2.0)”方式支持。

    初探

    我们打开USD项目,会发现它有很多子项目。其中包含了imaging和usd子项目。这里我们主要关注的是imaging项目。由单词意思可知,其主要关注的是产出图片的,也就是有关渲染的。
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    有关Hydra是三个子项目。包含了hdSt、hdStream以及hdx。我们主要关注的是hdSt。因为这个项目是和OpenGL渲染密切相关的。由于OpenGL是做渲染的大家通用知识,因而它是我们关注的主要子项目。

    调试

    调试.jpg
    我们调试这部分代码,截了此图。我们在图中至少发现几个问题:

    1. Maya底层是用OpenSceneGraph(OSG)管理场景的。我们可以看到Maya 2018的文件夹里有很多OSG开头的动态链接库,这么说具体视口渲染的部分都是建立在OSG上的。Maya的Viewport 2.0也是建立在OSG上的。在可见的将来它们不会替换掉OSG。

    2. USD的Hydra和Maya结合的类叫做UsdMayaGLBatchRenderer。由名字可知,它仅工作在OpenGL下,换句话说,如果Maya使用的是DirectX11进行渲染的,那么它将会失效。
      d7063ec4-242e-40bd-bf05-5103c38fedf1-image.png

    3. libhd项目只是一个前端库,后端通过libhdx以及libhdSt来实现。尤其是libhdSt,它主要是和OpenGL打交道的。它十分复杂。主要基于的是OpenGL 3.3+,也就是包含了各种着色器以及高级栅格化技术,并且整合了网格细分库:OpenSubdiv。

    后续

    由于我们的研究方向是思考一个方式来让让Hydra支持过程化纹理,因此我们还需要继续对此进行研究。


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最近的回复

  • 看了你的脚本,看来PowerShell是一种shell的方言,支持function和自定义的符号。和bash还不一样。
    我以前也写过Apple Script,看来大家都在shell语言上加上自己的特性啊。
    顺便了解到你们主要用Visual Studio开发Qt应用的。😁 😁

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  • @wentaojia2014
    代码中的 {1} 是自动生成的,注意删掉

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  • 脚本玩家路过一下😁
    我写了一段Powershell脚本,可以一键打开/关闭调试信息和代码优化。
    原理就是解析.sln文件(xml格式),找到关联的所有.vcproj文件(也是xml格式),并把其中的字段修改掉。

    看脚本

    # filename: DebugInfoSwitch.ps1 Add-Type -AssemblyName System.Xml.Linq # 获取绝对路径 function GetAbsolutePath { [OutputType([string])] param([string]$filePath) $aPath = Resolve-Path $filePath return Split-Path $aPath } # 解析sln文件,提取出project列表 function ParseSolution { [OutputType([string[]])] param([string]$solutionFile) $parttern = [regex]"^Project*" [string[]] $projs = @() Get-Content $solutionFile | Where-Object {$_ -match $parttern} | ForEach-Object { $items = $_.ToString().Split(',') if ($items[1].EndsWith("vcxproj`"")) { $projs += $items[1] } } return $projs } #Write-Host($debugGroup | Format-Table | Out-String ) function UpdateDebugInfo { param([System.Xml.Linq.XNamespace]$xNamespace,[System.Xml.Linq.XElement] $group, [bool]$isOpen) [System.Xml.Linq.XElement]$xClCompile = $group.Element($xNamespace + "ClCompile") [System.Xml.Linq.XElement]$xLink = $group.Element($xNamespace + "Link") [System.Xml.Linq.XElement]$format = $xClCompile.Element($xNamespace + "DebugInformationFormat") [System.Xml.Linq.XElement]$optimization = $xClCompile.Element($xNamespace + "Optimization") [System.Xml.Linq.XElement]$generate = $xLink.Element($xNamespace + "GenerateDebugInformation") if ($null -eq $format) { $format = [System.Xml.Linq.XElement]::new($xNamespace + "DebugInformationFormat") $xClCompile.Add($format) } if ($null -eq $optimization) { $optimization = [System.Xml.Linq.XElement]::new($xNamespace + "Optimization") $xClCompile.Add($optimization) } if ($null -eq $generate) { $generate = [System.Xml.Linq.XElement]::new($xNamespace + "GenerateDebugInformation") $xLink.Add($generate) } if ($isOpen) { $format.SetValue("ProgramDatabase"); $optimization.SetValue("Disabled"); $generate.SetValue("true"); } else { $format.SetValue("None"); $optimization.SetValue("MaxSpeed"); $generate.SetValue("false"); } } function SwitchDebugInfo { param([string]$projPath, [bool]$open, [bool]$isRelease) if (Test-Path($projPath)) { [System.Xml.Linq.XDocument]$xDoc = [System.Xml.Linq.XDocument]::Load($projPath) [System.Xml.Linq.XNamespace]$xNamespace = $xDoc.Root.GetDefaultNamespace(); [System.Xml.Linq.XElement]$group = $null $groups = $xDoc.Root.Elements($xNamespace + "ItemDefinitionGroup") foreach ($i in $groups) { if ($isRelease) { if ($i.Attribute("Condition").Value -match "^*Release*") { $group = $i; break; } } else { if ($i.Attribute("Condition").Value -match "^*Debug*") { $group = $i; break; } } } UpdateDebugInfo $xNamespace $group $open $xDoc.Save($projPath) } } #脚本入口函数 function Main { param([string]$sln, [bool]$open, [bool]$isRelease) Write-Host("sln file ", $sln) $slnPath= GetAbsolutePath $sln $projList = ParseSolution $sln $t = $projList.Split(' ') | ForEach-Object { $s = $_.ToString() if ($s) { $projPath=-Join($slnPath, '\', ($s.SubString(1, $s.Length - 2) )) SwitchDebugInfo $projPath $open $isRelease } } } function Usage { Write-Host ("Usage: DebugInfoSwitch.ps1 slnFilePath mode[D/d for Debug, R/r for Release] open[Y/y for open, N/n for close]") Write-Host ("Example for open Release mode debugInfo: DebugInfoSwitch.ps1 xxx.sln R y") Write-Host ("Example for close Debug mode debugInfo: DebugInfoSwitch.ps1 xxx.sln d N") } #检查参数 [string]$sln = "" [bool]$open = $true [bool]$isRelease = $false if ( $args.Count -ne 3) { Usage return } $sln = $args[0] if ($args[1] -eq "D" -or $args[1] -eq "d") { $isRelease = $false } elseif ($args[1] -eq "R" -or $args[1] -eq "r") { $isRelease = $true } else { Usage return } if ($args[2] -eq "Y" -or $args[2] -eq "y") { $open = $true } elseif ($args[2] -eq "N" -or $args[2] -eq "n") { $open = $false } else { Usage return } #调用主函数 Main $sln $open $isRelease

    用的时候,再写个bat脚本,调用这个ps1并传参数就行了。
    比如打开Release模式的调试信息、同时关掉优化开关

    @echo off powershell.exe -NoProfile -ExecutionPolicy Bypass -File DebugInfoSwitch.ps1 ./you/path/to.sln R N

    关闭调试信息、打开优化开关,则是传相反的参数

    @echo off powershell.exe -NoProfile -ExecutionPolicy Bypass -File DebugInfoSwitch.ps1 ./you/path/to.sln R Y

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  • 我将USD在Linux中依赖的文件和脚本放在了我创建的QQ群里,我们的QQ群是“上海USD研究小组”。加入本小组,可以快速地在USD中上手解决编译问题,以及快速得到同行的响应。
    上海USD研究小组

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