使用 Rust 进行本土渲染。在这篇文章中，Embark 软件工程师……| 作者：Tomasz Stachowiak | Embark Studios

我们的创意平台的渲染需求非常简单。在相对平淡的场景中，我们只需进行基本的视锥剔除，就能将几何图形推送到 GPU。得益于简单的材质系统，对象可以高效渲染，中间几乎无需进行状态切换。

然而，天下没有免费的午餐。简单的场景和简单的材料意味着在灯光方面承受着巨大的压力，以提供美观的图像。这就是我们创新的地方，也是我们集中精力管理复杂性的地方。

我们围绕代码驱动图构建了渲染器（渲染图），其中节点通常对应单个 图形， 计算， 或者 光线追踪 该图表高度专门化了延迟照明技术和后期处理的特点，为设置数据流、创建临时资源和跨帧传递信息提供了一个非常简单的界面。

让我们以运动模糊为例。典型的算法首先会扩大并降低每个像素速度矢量的分辨率。为了做到这一点，我们必须首先分配一个临时纹理来保存结果，然后在 GPU 上运行计算着色器。使用我们的渲染图，CPU 端的设置可以像下面的代码一样简单：

运动模糊算法中的渲染图使用

运行整个算法的代码并不比这复杂多少：再进行一次计算传递来降低垂直速度，然后进行第三次模糊处理。图形的编译器负责资源分配和重用、管理 Vulkan 细节，并自动提供分析和调试功能。

当我们不再关注渲染通道管道的底层细节时，我们可以专注于 GPU 方面的事情。也就是着色器。

得益于我们的 rust-gpu 项目，我们不仅能够在 CPU 上使用 Rust，还能对 GPU 进行编程。传统上，GPU 代码是用简化的着色（或计算）语言编写的。虽然这些语言各有优势，但现代 GPU 代码的精细度正在提高，高级语言功能开始变得重要。

我们也使用了一些 HLSL——它的编译速度更快，并且后端相当成熟，因此对于快速原型设计来说，它可能是更好的选择。另一方面，您无法普遍地将其与使用真实编程语言的好处进行权衡，因此我们的两个渲染器采取了不同的立场。实验性渲染器使用混合：Rust 用于稳定位，HLSL 用于正在积极处理的代码。生产渲染器重视稳定性、正确性和代码共享，因此几乎在所有地方都选择 rust-gpu。

使用 Rust 编写着色器在很多方面都给我们带来了好处。例如，我们可以通过常规模块和包以类型安全的方式在 CPU 和 GPU 代码之间共享函数和结构。我们还遇到过几种情况，着色器中的昂贵计算在整个渲染过程中都是恒定的，我们可以简单地在 CPU 上执行它，而无需重写或移植任何内容。

对 rust-gpu 着色器进行单元测试

我们能够做的另一件事是在 CPU 端对着色器进行单元测试。通常，测试 GPU 代码需要复杂的设置，并连接真实的显卡或在测试机器上进行模拟。由于着色器是常规的 Rust 代码，我们可以将它们作为我们通常的持续集成过程的一部分进行验证。

我们为所取得的成就感到自豪 rust-gpu 到目前为止，我们已经能够将它用作我们渲染堆栈的基础——特别是考虑到 GPU 编译器后端主要由我们团队中的两个人完成：Ashley Hauck 和 eddyb。

要构建成熟的编译器，并进一步完善 Rust 作为 GPU 编程的语言和生态系统，还有许多工作要做。事实上，我们正在寻找更多 编译工程师 和 开源工程师 加入团队并提供帮助！