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Cocos 引擎的最新里程碑，可自定义的数据渲染管线n
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5月27-28日，为期三天的2023年GOTC全球开源技术大会（以下简称“大会”）在北京举行，由开放原子开源基金会、上海浦东软件园、Linux基金会亚太区和开源中国联合主办。开源教育培训、云原生等热门话题，畅谈开源未来，助力开源发展。
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其中，在28日举行的“大后端趋势主题峰会”上，Cocos 引擎技术总监 Panda 和 Cocos 引擎架构师 Hyde 分享了“开源 3D 引擎里程碑：面向数据的自定义渲染管线”的话题。详细了解 Cocos 引擎渲染环境的基础设施：渲染图及其背后的设计理念，以及自定义数据渲染管线可以为开发人员带来什么。
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Cocos是它明天将要去的地方，受益于开源社区，开源项目。Cocos 社区也有许多贡献者，从开发人员的角度来看，作为一个开源项目有很多用途。通过源代码，开发人员可以更好地了解引擎以及所有内容的实现方式，这有助于调试或从引擎设计中学习。
n其次，扩展
引擎和实现功能很容易游戏引擎 源码，Cocos 官方支持自定义引擎工作流程。第三，它很容易定制，即使引擎可能不是所有项目都完美无缺，但这些控制感对用户很重要。
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如您所见，无论开发人员发布哪个平台，软件包中的所有内容都是 100% 可控的。开源帮助 Cocos 与开发者建立了信任，这要归功于他们的深度参与和对 Cocos 的所有贡献。
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渲染图设计理念
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渲染图是 Cocos 渲染环境的基础设施，有点类似于后端 React 等框架。我们希望通过声明式设计简化渲染环境的建立，让图片的实现更方便，更容易达到好的效果。Render Graph不是从天而降的，但也借鉴了从行业中吸取的一些经验教训。
n渲染
图概述了每个帧的渲染管线，简化了资源管理、软件重构、异步估计和资源重用。用户可以通过此套接字或接口更轻松地编译渲染模块，以获得更好的图像性能。开发人员还可以更轻松地调试和可视化渲染环境。
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与往年的帧图设计不同，Cocos渲染图的设计更加数据驱动和数据导向，不仅包括每一帧的渲染过程，还包括场景的建立。
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它包含渲染所需的完整信息，可以进一步全局优化。
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在这个构建流水线的过程中，因为它是声明式编程，所以 RenderGraph 的数据结构是通过 TS 或 JS 的脚显式建立的。它将更接近后端结构，例如Shadow DOM或Fabric。浏览器通常接收此结构来呈现网页。对于 Cocos 的渲染管线，我们进行了 3D 场景和后期效果渲染，因此我们受到了 React 的一些设计理念的启发。
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这样，我们可以更好地推进整个环境创建和渲染的实现。由于我们已经有了渲染数据和场景数据的描述，因此我们可以对渲染图进行二次更改和转换。这是以前的游戏引擎或渲染引擎所没有的功能。
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我们可以在没有用户感知的情况下做更多的事情。例如，调试、渲染过程的可视化、调试信息的显示。
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在开发方法上，传统的帧图是用户通过编译回调函数完成渲染环境的建立，用户将建立的代码编译，传递给帧图组件，然后提交给硬件进行渲染。同时，调用用户的C++反弹来反向控制。
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这样做有一些缺点，不能做太多的额外处理，因为只能调整用户的一些弹跳，引擎对弹跳内容的控制较弱，用户的写作弹跳对开发要求比较高。
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Cocos 设计的逻辑是用户编译渲染环境的描述，直接生成渲染图数据等数据结构，然后交给流水线的执行层执行。这有点像我们为浏览器提供一些 DOM 数据来执行和渲染。整体数据流是一致的，整个实施过程比较直接，不会有反弹等理解困难。
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Cocos的图与其他图的不同之处在于它具有叠加数据结构。最基本的是命令图是一个树结构。图的左半部分是光照通道，它执行一些场景光照，例如阴影、直接光照或间接光照估计。右半部分是后处理，我们的命令图通过编写脚本来说明此树结构。但对于渲染来说，仅靠这种结构是不够的，因为前后似乎有一些相互的数据依赖关系。
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所以我们会在命令图的基础上叠加一层依赖图，比如中间的光辉纹理作为中间的数据交换，光照的结果会交给后期处理做更多的功效，比如泛光和色调映射。
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底层的命令图，再是一层依赖图，带来更强的表现力和表达能力，达到更复杂的疗效。
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上图是更复杂的渲染实现示例，包括深度预渲染和延迟渲染。例如，几何数据信息的收集在几何通道中完成，并输出到法线贴图、材质贴图，并在最后的光照阶段，将此信息聚合以进行估计。
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每个节点都是一个结构化树，我们将有一个相应的有效无环图（DAG）来连接资源并呈现估计节点。
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整体来看，Cocos 的流水线是基于 TS 的用户套接字，它有总的流水线对象，有点像 React 对象。
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我们可以在里面改进，添加渲染通道，渲染队列，就像在 React 之上添加组件一样，我们希望整个套接字的使用更简单，即使是后端用户也可以构建复杂的渲染管线。
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如果想做一些更好的三维显示效果或者渲染效果，不仅游戏或者图形开发程序可以使用 Cocos 引擎，前端开发者也可以使用这种模式进行开发。
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因为底层图是面向数据的结构，所以更有利于编译和分析它的编译器。通过分析算法，我们可以在这个图上做很多事情，比如用户将有输入，它的光照通道，输出到光照贴图，最后是后处理。
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Cocos 引擎会做更多的估算，帮助用户得到他们想要的图片，我们会推断出整个估算的调度，并插入一些资源障碍。管道上所需的某些资源转换障碍可能需要图形知识才能理解。对于用户提供的图形数据，我们已经可以对渲染管线进行一些调整，以达到额外的功效，用户不需要更改代码，引擎的代码也不需要更改。
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通过用户输入，我们可以直接插入一些新的执行过程，例如插入复制通道，复制一些照明或草图的结果，并在屏幕上渲染。这样的过程，不被用户感知，不需要编写额外的代码，可以改善用户开发体验。
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对于引擎开发者来说，因为不需要改变整个前端的实现或者改进新流程，只需对输入数据做一些处理即可。这大大简化了发动机开发过程并节省了开发成本。
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渲染图形编辑
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以上是渲染图可视化编辑的效果。比如做 Bloom 相关的设置，开头节点之间的边缘就是表示它们之间的数据流，我们可以动态编辑图来影响功效。
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Cocos 内部使用 Shader，需要做描述符排版，类似于后端 Flex 接口的排版。渲染需要使用着色器，需要使用纹理资源，并且需要为性能做一些优化工作，例如合并资源和重用资源。
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如果用户很难自动进行布局，我们将通过手动算法帮助用户节省用户的资源和精力。
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描述符布局图算法分为三个部分。首先，做一些信息总结到顶部。根据收集到的信息，将其合并和排版。最后，我们将排版描述符反向传播回原始着色器文件，进行一些模板替换，并修改着色器的描述符布局。这样的过程不被用户感知，同时可以达到更好的性能和功效。
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自定义管道方案
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n自定义管道
有很多应用场景，而 Cocos 是一个跨平台的引擎，对流水线的可扩展性和通用能力有着非常苛刻的要求。我们有很多GFX基础设施，包括Vulkan，Metal，Gles，WebGPU，支持许多图形API，并且具有良好的可扩展性。
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Cocos 的底层管道运行在 Web 和所有原生平台上。基本流水线用于小游戏平台和Web应用，标准流水线可用于所有连接的设备、台式笔记本、车载电脑、云服务器。标准管道在本机平台上运行，具有更通用的估计功能，并且还将使用平台功能（如渲染子通道或帧缓冲提取）来提高性能并减少热量。
n对于基本管道，我们提供基本的光栅化渲染能力游戏引擎 源码，在
标准流水线上，有针对联通平台优化的基于平铺的光栅化渲染。
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基本管道还支持可编程着色器、多重采样、前向照明渲染等。我们扩展了标准管线，使用了计算着色器、变速着色 VRS 和延迟渲染等技术。
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基础流水线具有全平台部署、开发方便、代码量小等优点。标准流水线针对联通平台进行了非常优化，也可以在桌面平台上运行，功能更多，性能更高，帧率更低，这是硬件特性的结果。
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上图是 Cocos 统一的跨平台渲染架构，底层是各个平台的图形 API。最重要的是GFX抽象层，设计是更现代的API设计，类似于Vulkan。下层是面向用户的管线混凝土层，流水线上方是编译特定渲染算法的过程，如前向渲染管线、延迟渲染管线等，最后由用户构建和设计渲染场景。
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Cocos 原生适应下一代 Web 图形插孔 Web GPU。我们的架构基于 Wasm，它将渲染管道编译到 Wasm 中，并将其提供给 Typescript 进行调用。同时，Wasm渲染器调用WebGPU的JS API，可以充分利用WebGPU的图形功能。
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n渲染管线
可以完全由用户自定义，并且是一个高度自由的渲染管道，主要目标是向用户充分暴露GPU硬件特性，让用户进行完全调用。它还支持主流渲染算法，例如前向渲染和延迟渲染。我们将进行一些程序化验证，以提高结果的可靠性和可用性。
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我们会做一些自动推理来完成渲染的执行，用户不需要自动插入一些资源转换壁垒或同步工作。n在渲染算法
方面，主流渲染算法
如Bloom、HBAO、FSR、TAA等主流渲染算法目前都支持，还可以进行聚类光照。
n最后，我们
专用平台，在联通平台上，我们将使用基于平铺的延时渲染，并且还支持可编程混合混合。在高性能平台上，我们未来还可以实现 GPU 驱动的渲染加速和动态全局光照。
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这只是 Cocos 自定义管线的开始，我们还有很多功能需要开发，例如光线追踪、桌面和连接的光线追踪、动态全局照明、云渲染等。上图是 Cocos 未来的一些监管方向，包括 AI 的能力，如集成推理引擎，结合 AI，在此基础上实现 DLSS 等超分辨率算法，以及材质、纹理模型数据压缩、图像风格化等功能。
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过去是美好的
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做一个游戏
并不容易游戏引擎 源码，通过学习编码和编程来构建一个游戏尤其困难，以及纯粹的盲目运气。但是，获得更多优质资源可能会为您节省很多弯路。
在竞标Minecraft开发商Mojang四年后，谷歌宣布将开源游戏的一些Java代码，供开发人员和玩家自由使用。Minecraft 是有史以来最受欢迎的游戏之一，迄今为止已售出 1.54 亿份，活跃用户为 9100 万。
开源代码
托管在 GitHub 上，并在 MIT 开源许可证下获得许可，这意味着开发人员可以自由使用开源代码。任何开发人员都可以进入项目，他们可以贡献代码，他们可以帮助改进游戏引擎。或者，如果他们正在制作自己的游戏游戏引擎 源码，他们不必重新绘制小模块。访问开源游戏库 – 从特别流行的游戏中尝试和测试了很多。
Mojang开源了两个独立的游戏库，第一个是Brigadier，它是Minecraft使用的命令引擎（命令解析器和调度程序），第二个是DataFixerUpper，顾名思义，它对Minecraft使用的数据很少。它也是整个Minecraft游戏引擎中最重要的部分，即使它不是很用户友好，它也是Minecraft中一切的基石。
Mojang计划在未来开源更多的库，它目前正在考虑的库是代号为Blaze3D的渲染引擎。
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