基本的なビューポート 2.0 のパイプラインシーケンス

はじめに

このセクションでは、シーンの 3D リプリゼンテーションをビューポートまたはディスク上のイメージにレンダリングするときの、ビューポート 2.0 のパイプラインの基本的なシーケンスについて説明します。さまざまなレンダー項目または描画可能 UI の処理は、このシーケンス内で行われます。

ここでの前提は、レンダー項目および描画可能 UI が、レンダラ内部の統合、フィルタリング、および分類のメカニズムを経て、レンダー項目のリストまたは描画可能 UI のリストが生成されていることです。1 つの例が、不透明にシェーディングされたレンダー項目のリストです。

特定の基準に基づいてソートされるリストもあります。たとえば、透明なレンダー項目は現在のカメラとの距離でソートされることがあり、マテリアル項目はシェーダの固有性(キー)でソートされることがありますソートされていない場合、リスト内での順序は。オーバーライドでレンダー項目がソートされる順序、または Maya のシーンオブジェクトの順序を必ずしも反映しているとは限りません。

シーケンスのディスクリプションに使用される最も高い精度は、論理的な操作と呼ばれ、ビューポート 2.0 のレンダーオーバーライド(MRenderOverride)で使用される用語に一致します。複雑な内部レンダーグラフでも、操作のリニアシーケンスに分割できることを前提としています。

最も上位のレベルでは、シーケンスはフレームに分割されます。フレームは、オフスクリーンカラーおよび深度の出力ターゲットのコンテンツを生成するためにレンダリングを実行します。インタラクティブなビューポートに提供するため、またはディスクイメージに保存するために使用されるターゲットは、最終ターゲットと呼ばれます。

可能な場合、パスセマンティックを使用するかどうかに関する指示が、内部シーケンスのディスクリプションに表示されます。一意のパスセマンティックを指定する操作は、文字(P)を使って示されます。

フレームのレンダリングは、大きく 3 つのパーツに分かれます。プリシーン レンダリング、シーン レンダリング、およびポストシーン レンダリングです。UI 項目の主な条件分岐は、ポストエフェクトが有効になっているかどうかによります。これは通常、ポストエフェクトが適用された後に UI 項目が描画するリストに移動されることを意味します。

注:

以下に示すのは、一般的なフレームレンダーのスナップショットであり、実際のシーケンスは、生成されるレンダーグラフによっては、ここでの説明と異なる場合があります。また、さまざまな項目の分類は、現在の実装が反映されたものであり、実装が変われば差異が生じることもあります。

プリシーンレンダリング

プリシーンレンダリングフェーズの基本的な操作には、次の操作が含まれます。

シャドウマップの更新(以下の「シャドウパスのレンダリング」を参照してください)
マテリアルのレンダー項目の並べ替え
カラーターゲットのカラーチャネル(バックグラウンド)のクリア
オンスクリーンレンダリングが必要な場合:
- ビューポートのプリレンダー通知
プリフレーム通知
プリシーン通知
必要に応じて、深度ターゲットのコンテンツを生成するために、シーンをレンダリングします。
- 不透明な非 UI レンダー項目(たとえば、シェーディングされた三角形) (P)
- 不透明な UI レンダー項目(たとえば、ワイヤフレーム) (P)
- 半透明のビットマップレンダー項目(P)。例については、「パーティクルのレンダリング」を参照してください。
保持として機能可能なレンダー項目(P)。これは、通常の非保持シーケンスとよく似ていることに注意してください。
- 不透明な非 UI レンダー項目(P)
- 不透明な UI 項目(P)
- 透明度の描画(P)「透明度のレンダリング」を参照してください。

シーンをレンダーする

シーンレンダリング(ビューティパスを表しているとも考えられます)では、次の操作を使用してレンダリングします。

ポストエフェクトが無効な場合:
- プリシーンの不透明な UI レンダー項目(P)
不透明な非 UI レンダー項目(P)
不透明な UI レンダー項目(P)
半透明のビットマップレンダー項目(P)例については、「パーティクルのレンダリング」を参照してください。
透明度の描画(P)「透明度のレンダリング」を参照してください。

ポストシーンレンダリング

ポストシーンレンダリングには、2D ポストエフェクトの操作、およびどんな 2D ポストエフェクトが有効でも参加しないその他の UI 描画が含まれます。既定では、特定の項目はポストエフェクトに参加しません。それ以外の場合は、MRenderItem::setExcludedFromPostEffects() メソッドをオーバーライドするオプションが使用可能です。

SSAO (スクリーンスペースアンビエントオクルージョン)ポストエフェクト
- 保持レンダー項目
- 法線 + 深度レンダリングパス(P)
  - ポストエフェクトに参加するとマークされたレンダー項目
- 2D SSAO メインアルゴリズム
  - フルスクリーンの四角形のレンダリングのみ
モーションブラーポストエフェクト
- モーションベクトルパス
  - ポストエフェクトに参加するとマークされたレンダー項目
- 2D モーションブラーメインアルゴリズム
  - フルスクリーンの四角形のレンダリングのみ
被写界深度ポストエフェクト
- 深度パス(P)
  - 不透明なレンダー項目
  - 透明なレンダー項目
- 2D 被写界深度アルゴリズム
  - フルスクリーンの四角形のレンダリングのみ
マスクレンダリング
- マスク作成
  - ポストエフェクトに参加しないとマークされたレンダー項目(P)
- マスク合成
  - フルスクリーンの四角形のレンダリングのみ
プリシーンの不透明な UI レンダー項目(P)
- ポストエフェクトが有効な場合
シーン要素のポスト UI レンダリング
- ポストエフェクトが有効な場合
  - 不透明な UI レンダー項目(P)
  - 不透明な 2D UI レンダー項目(P)
  - 半透明のビットマップレンダー項目(P)
- 透明な UI レンダー項目(P)
- 透明な UI 2D レンダー項目(P)
- X 線表示、または深度テストを描画しないとマークされた UI レンダー項目(P)。アクティブコンポーネントの X 線表示モードは、API からの明示的な設定だけでなく、項目をこのリストに追加することでトリガできることに注意してください。
非シーン要素のポスト UI レンダリング
- 2D テキスト項目を除く、マニピュレータ UI 項目のレンダリング。(「マニピュレータ」を参照してください)。
- 最前面描画可能 UI のレンダリング。これには、内部 2D カメラ UI、スカルプト描画、および 2D マニピュレータテキストが含まれます。
- 2D および 3D オーバーレイ UI 項目のレンダリング
オフスクリーンレンダリングの場合
- HUD レンダリング
- カラー管理(Color Management)
  - 四角形レンダリングのみ
ポストシーンレンダー通知
ポストフレームレンダー通知
オンスクリーンレンダリングの場合
- カラー管理(Color Management)
- HUD
- ビューポートのポストレンダー通知
- オンスクリーン表示

透明度のレンダリング

透明な項目をレンダリングするプロセスは、選択する透明度アルゴリズムおよび項目の分類によって異なります。

基本的なロジックは次のとおりです。

拡張透明度(ウェイト付けした平均値(Weighted Average)、深度ピーリング(Depth Peeling))をサポートする非 UI レンダー項目(P)
拡張透明度をサポートしない非 UI レンダー項目、またはオブジェクトのソート(Object Sorting)、簡易(Simple)の透明度が使用されている場合。
MRenderItem::setSupportsAdvancedTransparency() メソッドを使用して、明示的に拡張透明度からはずすことができることに注意してください。

パーティクルのレンダリング

オブジェクトにはさまざまな表示バリエーションを指定できるため、パーティクルシステムではさまざまなタイプの項目を作成できます。ポイントおよびストリークの大部分は、不透明または透明なレンダー項目リストおよび透明なビットマップリストに追加されます。すべての数値は、最終的に X 線表示リストに追加されます。(MShaderManager から取得したストック数値シェーダも最終的に X 線表示リストに追加されることに注意してください)。球とメタボール項目は、最終的に不透明リストまたは不透明 UI リスト(後者はワイヤフレーム用)に追加されます。クラウドおよびチューブは、最終的に透明または不透明 UI リスト(後者はワイヤフレーム用)に追加されます。

シャドウパスのレンダリング

3D シーンのレンダリングに使用されるすべてのシャドウマップは、必要に応じて、プリシーンレンダリング中に更新されます。レンダー項目(描画可能 UI を除く)だけは、次のシーケンスを使用して、シャドウマップの作成時に考慮されます。

レンダー項目のフィルタリングをすべて実行
不透明なレンダー項目を描画(P)

イメージプレーンのレンダリング

イメージプレーンのレンダリングでは、不透明または透明なオブジェクトを作成できますが、これらのオブジェクトはポストエフェクトに参加しないものに分類されるため、常に非ポストエフェクトリストに追加されます。

API による UI 描画マネージャ

MUIDrawManager は、さまざまな UI 描画を処理するための API インタフェースで、さまざまな API インタフェースから使用できます。API と内部描画の両方で、使用するクラスメソッドに基づいて、さまざまな描画可能項目を生成できます。

オブジェクトオーバーライドおよびレンダーオーバーライドの描画では、次の一般的なマッピングが行われます。

テキスト: X 線表示リストに項目を追加
アイコン: 不透明 UI リストに項目を追加。X 線表示リストには追加されないことに注意してください。
メッシュ: これにはさまざまなジオメトリプリミティブタイプおよびストックジオメトリが含まれます。これらの項目は、シャドウパスまたはポストエフェクトパスに参加することはありませんが、プリミティブタイプによっては、Maya のライトを使用して光を当て、シェーディングできることに注意してください。
- 不透明な場合
  - 3D の場合
    - 不透明 UI リストに項目を追加
  - 3D 以外の場合
    - 不透明 2D UI リストに項目を追加
  - 項目は、UI とみなされるため、非ポストエフェクトリストにも追加されます。
- 不透明ではなく、透明かつ塗り潰され、ポイントとラインのどちらでもない場合
  - 3D の場合
    - 透明 UI リストに項目を追加
  - 3D 以外の場合
    - 透明 2D UI リストに項目を追加
  - 項目は、UI とみなされるため、非ポストエフェクトリストにも追加されます。
- X 線モードで描画する場合
  - X 線表示リストに項目を追加

マニピュレータ

最前面リストに追加される 2D テキスト以外のすべての項目は、マニピュレータ項目リストに追加されます。
footPrintManip の例: Stretch Me! および Stretch Me 2D! のテキストは、Footprint Locator (MPxDrawOverride)のテキスト(X 線表示)、および uiDrawManager (MPxDrawOverride)のサンプルテキスト(透明 UI 2D)の上に描画されます。

ツールコンテキストの描画

すべての項目は、2D または 3D オーバーレイ項目リストに追加されます(下記参照)。

UV エディタ(UV Editor)

バックグラウンドテクスチャの描画に使用される 2D メッシュは、項目としてプリ UI リストに追加されます。

API によるオーバーレイレンダリング

ツールコンテキストの描画はすべて、オーバーレイを描画するパイプライン操作内で行われます。このため、項目は 2D または 3D オーバーレイリストに追加されます。これは、3D ビューポートおよび UV エディタ(UV Editor)に適用されます。通常、オーバーレイの描画時には、3D シーンの要素は再描画されません。

API による UV エディタ(UV Editor)のレンダリング

バックグラウンドテクスチャのレンダリングは、シェーダオーバーライド(MPxShaderOverride)で提供されます。この場合、描画は MUIDrawManager を介して実行され、常にすべてのオブジェクト UI、2D マニピュレータの前に描画されます。

API によるオブジェクトのレンダリング

MPxDrawOverride

MPxDrawOverride による描画は、既定では不透明なレンダー項目に分類されていますが、どのポストエフェクト、透明度にも参加しません。ただし、シャドウマップの作成には参加できます。

Developer Kit サンプル: rawFootPrintNode

1 つの内部定義項目が不透明のリストに追加されます。
1 つの項目が X 線表示リストに追加されます(MUIDrawManager を介したテキスト)。

MPxGeometryOverride および MPxSubSceneOverride

MPxGeometryOverride および MPxSubSceneOverride で作成されたレンダー項目は、項目ごとに設定されたプロパティに応じて、不透明な UI または非 UI レンダー項目に分類されることも、されないこともあります。

Developer Kit サンプル: footPrintNode_GeometryOverrride (MPxGeometryOverride)

MHWRender::MRenderItem::DecorationItem の RenderItemType がすべてのカスタムレンダー項目に使用されているため、これらの項目は不透明な UI 項目として分類されます。
明示的に定義された項目は、統合されていない場合、リストに最大 4 つ(ワイヤフレームに 2 つ、塗り潰しに 2 つ)追加でき、ワイヤフレームおよびシェーディングの描画モードがいずれも有効です。
統合が有効な場合、最小値は、ワイヤフレームに 1 つまたは塗り潰しに 1 つで、描画モードは 1 つだけ有効です。

Developer Kit サンプル: apiMeshShape (MPxGeometryOverride)

6 つの不透明な UI レンダー項目(ワイヤ、休止状態の頂点、アクティブな頂点、フェースセンター、アクティブなワイヤ、塗り潰されたフェース)。これらは、MHWRender::MRenderItem::DecorationItem の RenderItemType です。
内部のシェーダ割り当てのため、1 つの不透明なレンダー項目。RenderItemType は MHWRender::MRenderItem::MaterialSceneItem です。したがって、たとえば、ポストエフェクトに参加します。

Developer Kit サンプル: apiMeshShape (MPxSubSceneOverride)

このサンプルでは、同じオブジェクトのトランスフォームインスタンスが 6 つあります。

単一オブジェクトでは、1 つの項目が不透明リストに追加されています(シェーディング)。この項目は、ポストエフェクトリストにも追加されます。

サブシーンオーバーライドでは、ハードウェアによるインスタンス化を使用するため、合計で 1 つの項目しか追加されません。各項目では、インスタンスごとに異なるワールド空間でのトランスフォームを使用して、ハードウェアによるインスタンス描画を使用します。

オブジェクトのインスタンスが選択された場合:

1 つのワイヤフレーム項目が不透明 UI リストに追加されます。

頂点が表示されるとき、他の 1 つの項目が不透明 UI リストに追加されます。

シェーディング上にワイヤフレームを重ねると、2 つの UI 項目が追加されます。休止状態のワイヤフレームに 1 つ、アクティブなワイヤフレームに 1 つです。

2 つの項目は、バウンディングボックス用にも追加されます。これらは、MHWRender::MRenderItem::NonMaterialSceneItem の RenderType であるため、シーン項目とはみなされませんが、まだ不透明 UI リストと分類され、このリストに追加されます。

ワイヤフレーム、頂点およびバウンディングボックスの項目はすべて、非ポストエフェクトリストに追加されます。

シェーダ

MPxShaderOverride、MPxSurfaceShadingNodeOverride、および Maya が割り当てる内部シェーダは常に、不透明または透明な非 UI レンダー項目を生成します。このため、これらの項目はポストエフェクトリストに追加され、シャドウマップパス用にレンダリングされます。

MPxShaderOverride C++ API リファレンスドキュメントに記載されているように、プラグインのインスタンスは、既定では、オーバーライドされない限り、メインカラーパスで描画するときのみ呼び出されます。たとえば、SSAO の法線の深度のパスでは、既定では、プラグインを呼び出しません。

MPxSurfaceShadingNodeOverride で提供するシェーダの実装は 1 つだけであり、これはメインカラーパスで使用されます。

項目リストのトラッキング

通常の 3D ビューティレンダー、および 3D ビューポートのオーバーレイレンダリングに使用できる空でないリストについてのトレース情報を取得できます。コマンド:

ogs -traceRenderPipeline true;

を使用して、デバッグ出力を、インタラクティブモードではスクリプトエディタ(Script Editor)に、コマンドラインモードでは stderr に送信できます。

たとえば、ワイヤフレームで塗り潰されて描画された球をトレースすると、次のように出力されることがあります。

// -- VP2 Rendering [modelPanel4] [3d Beauty Render] // 
// Count for list: [Opaque UI] = 1 // 
// Count for list: [Opaque] = 1 // 
// Count for list: [Post Effect] = 1 // 
// Count for list: [Non Post Effect] = 1 //

コンテキストでは、実行されたレンダーの他に、レンダリング先(MFrameContext::renderingDestination() から返される値と同じ)が得られます。ここでは、名前 3d Beauty Render が、内部レンダーを示すために返されています。

この結果では、1 つの不透明 UI 項目(ワイヤフレーム)と、1 つの不透明項目(塗り潰し)が分類されたことを示しています。さらに、塗り潰し項目がポストエフェクト描画の待ち行列に入れられ、ワイヤフレームが非ポストエフェクト描画の待ち行列に入れられています。これらが使用可能であるということは、必ずしもリストがレンダリングされるということではありません。これは、ポストエフェクトが有効になっているかどうかによります。

リストは必ずしも使用される順番で与えられるわけではなく、各リストは、シーンレンダーにつき一度だけ与えられます。このセクションのシーケンスは、特定のリストが描画される可能性のある場所を確認するために参照する必要があります。

複数のシーンレンダーが各レンダーの項目を表示します。たとえば、立体視のレンダリングでは次のようになることがあります。

// -- VP2 Trace[StereoPanel][stereoOverrideVP2] // 
// Count for list: [Opaque UI] = 18 // 
// Count for list: [Opaque] = 34 // 
// Count for list: [Post Effect] = 33 // 
// Count for list: [Non Post Effect] = 19 // 
// Count for list: [Opaque UI] = 18 // 
// Count for list: [Opaque] = 34 // 
// Count for list: [Post Effect] = 33 // 
// Count for list: [Non Post Effect] = 19 // 
// Count for list: [HUD] = 1 //

2 行目から 5 行目は 1 つのシーン描画を表し、6 行目から 9 行目は別の 1 つを表しています。

レンダーオーバーライド(MRenderOverride)がトレースでアクティブになっている場合、オーバーライドの UI 名がトレースの一部として提供されることに注意してください。ここでは、stereoOverrideVP2 というオーバーライド名が表示されています。

もう 1 つの例は、viewOverrideSimple プラグインのトレースで、Simple VP2 Override という名前が示されています。

// -- VP2 Trace[modelPanel1][Simple VP2 Override] // 
// Count for list: [Opaque UI] = 17 // 
// Count for list: [Pre-Opaque UI] = 2 // 
// Count for list: [Opaque] = 34 // 
// Count for list: [Post Effect] = 33 // 
// Count for list: [Non Post Effect] = 18 // 
// Count for list: [Orthographic On-Top UI] = 5 // 
// Count for list: [HUD] = 1 //

基本的なビューポート 2.0 のパイプライン シーケンス