本文提出了一种基于GPU的粒子/特效高效遮挡剔除方案。其核心流程分为三步：首先预渲染主遮挡体到低分辨率深度Buffer；然后在粒子/特效的GPU计算阶段采样该Buffer进行深度比较，剔除被遮挡元素；最后仅渲染可见粒子。该方案通过Compute Shader或Vertex/Geometry Shader实现，支持大规模粒子系统优化，并建议采用低分辨率Buffer、分批处理和异步复用等策略提升性能。需注意深度精度、带宽消耗等实现细节。整体方案可显著减少无效渲染，提升图形性能。
1. 主干物体深度Buffer预渲染
目的：提前获得场景主遮挡体（如地形、建筑等）的深度信息，供后续粒子/特效遮挡剔除使用。
流程：
- 设置一个离屏深度RenderTarget（Depth Buffer），分辨率可为1/2、1/4屏幕。
- 只渲染主遮挡体，使用DepthOnly Shader（只写深度，不写颜色）。
- 渲染完成后，这个深度Buffer就记录了主场景的遮挡信息。
伪代码：
SetRenderTarget(DepthBufferRT, nullptr); // 只写深度
SetViewport(0, 0, Width/2, Height/2); // 低分辨率
ClearDepth();
for (auto& obj : MainOccluders)
Draw(obj, DepthOnlyShader);
2. 粒子/特效的GPU端遮挡剔除
目的：在粒子/特效的GPU模拟或渲染阶段，利用深度Buffer判断每个粒子/特效是否被主场景遮挡，从而丢弃不可见的粒子，减少像素填充和后续计算压力。
2.1 Compute Shader方案（适合大规模GPU粒子）
流程：
- 在Compute Shader中，每个粒子计算其世界坐标投影到屏幕空间（NDC）。
- 将NDC坐标映射到深度Buffer的UV坐标。
- 采样深度Buffer，获得主场景该像素的深度。
- 比较粒子的深度和Buffer深度，若粒子更远，则判定为被遮挡，丢弃或不渲染。
伪代码（HLSL/GLSL）：
// 粒子世界坐标 -> 屏幕空间
float4 clipPos = mul(ParticleWorldPos, ViewProjMatrix);
float2 ndc = clipPos.xy / clipPos.w; // [-1,1]
float2 uv = ndc * 0.5 + 0.5; // [0,1]
// 采样深度Buffer
float sceneDepth = tex2D(DepthBuffer, uv).r;
// 粒子深度归一化
float particleDepth = clipPos.z / clipPos.w;
// 遮挡判断
if (particleDepth > sceneDepth + bias)
{
// 被遮挡，丢弃或不渲染
ParticleVisible = false;
}
else
{
ParticleVisible = true;
}
2.2 Vertex/Geometry Shader方案（适合草地、简单特效）
在VS/GS阶段做同样的深度采样和比较，决定是否输出该实例/顶点。
3. 主渲染流程
只渲染未被遮挡的粒子/特效，大幅减少无效像素填充和后续开销。
4. 优化建议
低分辨率Buffer：遮挡Buffer可用1/2、1/4分辨率，采样时加容差，提升效率。
只渲染主遮挡体：不必全场景渲染，减少Buffer生成开销。
分批/分区处理：大场景可分块处理，进一步优化。
异步/多帧复用：静态场景Buffer可多帧复用，动态场景需每帧更新。
5. 注意事项
深度精度：低分辨率Buffer可能导致误判，需加bias容差。
带宽消耗：Buffer采样频繁时注意带宽瓶颈，移动端需实机测试。
平台兼容性：部分低端GPU对离屏深度Buffer支持有限，需兼容性测试。
6. 总结
流程总结：
主渲染前，低分辨率离屏渲染主遮挡体到深度Buffer。
粒子/特效在GPU端（Compute/Vertex Shader）采样深度Buffer，判断是否被遮挡。
只渲染未被遮挡的粒子/特效，极大提升性能。
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