UE5 如何使用 compute shader 增加一个 postprocess pass

效果：

目录结构：

Plugins/LearningPostProcess/ ├─ Shaders/Private/ │ └─ LearningPostProcessCS.usf // 新增 └─ Source/LearningPostProcess/ ├─ Public/ │ ├─ LearningPostProcess.h // 修改 │ └─ LearningComputeViewExtension.h // 新增 ├─ Private/ │ ├─ LearningPostProcess.cpp // 修改 │ └─ LearningComputeViewExtension.cpp // 新增 └─ LearningPostProcess.Build.cs

代码：

LearningComputeViewExtension.h：

#pragma once #include "SceneViewExtension.h" class FLearningComputeViewExtension final : public FSceneViewExtensionBase { public: explicit FLearningComputeViewExtension( const FAutoRegister& AutoRegister); virtual bool IsActiveThisFrame_Internal( const FSceneViewExtensionContext& Context) const override; virtual void SubscribeToPostProcessingPass( EPostProcessingPass PassId, const FSceneView& View, FPostProcessingPassDelegateArray& InOutPassCallbacks, bool bIsPassEnabled) override; private: FScreenPassTexture PostProcessCompute_RenderThread( FRDGBuilder& GraphBuilder, const FSceneView& View, const FPostProcessMaterialInputs& Inputs); };

explicit FLearningComputeViewExtension( const FAutoRegister& AutoRegister);

相当于view extension在构造函数就已经注册在全局注册表了

创建 View Extension ↓ RegisterExtension() ↓ 注册到全局 KnownExtensions ↓ 创建某个 ViewFamily ↓ 调用 IsActiveThisFrame(Context) ↓ true 加入 ViewFamily.ViewExtensions

IsActiveThisFrame_Internal(Context) == false ↓ 该扩展不会加入 ViewFamily.ViewExtensions ↓ 不会调用 SubscribeToPostProcessingPass() ↓ 无法向 InOutPassCallbacks 添加委托 ↓ PostProcessCompute_RenderThread() 不会被调用

LearningComputeViewExtension.cpp：

#include "LearningComputeViewExtension.h" #include "DataDrivenShaderPlatformInfo.h" #include "GlobalShader.h" #include "HAL/IConsoleManager.h" #include "PostProcess/PostProcessMaterialInputs.h" #include "RenderGraphBuilder.h" #include "RenderGraphUtils.h" #include "SceneView.h" #include "ShaderParameterStruct.h" static constexpr int32 GLearningComputeThreadGroupSize = 8; static TAutoConsoleVariable<int32> CVarLearningComputeEnable( TEXT("r.LearningPostProcess.Compute.Enable"), 1, TEXT("Enable LearningPostProcess compute shader."), ECVF_RenderThreadSafe); static TAutoConsoleVariable<float> CVarLearningComputeIntensity( TEXT("r.LearningPostProcess.Compute.Intensity"), 1.0f, TEXT("Compute shader grayscale intensity."), ECVF_RenderThreadSafe); class FLearningPostProcessCS final : public FGlobalShader { public: DECLARE_GLOBAL_SHADER(FLearningPostProcessCS); SHADER_USE_PARAMETER_STRUCT( FLearningPostProcessCS, FGlobalShader); BEGIN_SHADER_PARAMETER_STRUCT(FParameters, ) SHADER_PARAMETER_RDG_TEXTURE( Texture2D, InputTexture) SHADER_PARAMETER_RDG_TEXTURE_UAV( RWTexture2D<float4>, OutputTexture) SHADER_PARAMETER( FIntPoint, ViewRectMin) SHADER_PARAMETER( FIntPoint, ViewRectSize) SHADER_PARAMETER( float, Intensity) END_SHADER_PARAMETER_STRUCT() static bool ShouldCompilePermutation( const FGlobalShaderPermutationParameters& Parameters) { return IsFeatureLevelSupported( Parameters.Platform, ERHIFeatureLevel::SM5); } }; IMPLEMENT_GLOBAL_SHADER( FLearningPostProcessCS, "/Plugin/LearningPostProcess/Private/LearningPostProcessCS.usf", "LearningPostProcessCS", SF_Compute); FLearningComputeViewExtension:: FLearningComputeViewExtension( const FAutoRegister& AutoRegister) : FSceneViewExtensionBase(AutoRegister) { } bool FLearningComputeViewExtension:: IsActiveThisFrame_Internal( const FSceneViewExtensionContext& Context) const { return CVarLearningComputeEnable.GetValueOnAnyThread() != 0; } void FLearningComputeViewExtension:: SubscribeToPostProcessingPass( EPostProcessingPass PassId, const FSceneView& View, FPostProcessingPassDelegateArray& InOutPassCallbacks, bool bIsPassEnabled) { // CS 独立插入到 AfterDOF。 if (PassId != EPostProcessingPass::AfterDOF) { return; } // 当前示例只支持 SM5 及以上。 if (!IsFeatureLevelSupported( View.GetShaderPlatform(), ERHIFeatureLevel::SM5)) { return; } InOutPassCallbacks.Add( FPostProcessingPassDelegate::CreateRaw( this, &FLearningComputeViewExtension:: PostProcessCompute_RenderThread)); } FScreenPassTexture FLearningComputeViewExtension:: PostProcessCompute_RenderThread( FRDGBuilder& GraphBuilder, const FSceneView& View, const FPostProcessMaterialInputs& Inputs) { const FScreenPassTexture SceneColor = FScreenPassTexture::CopyFromSlice( GraphBuilder, Inputs.GetInput( EPostProcessMaterialInput::SceneColor)); check(SceneColor.IsValid()); // 创建支持 UAV 的输出纹理。 const FRDGTextureDesc OutputDesc = FRDGTextureDesc::Create2D( SceneColor.Texture->Desc.Extent, PF_FloatRGBA, FClearValueBinding::None, TexCreate_ShaderResource | TexCreate_UAV); FRDGTextureRef OutputTexture = GraphBuilder.CreateTexture( OutputDesc, TEXT("LearningPostProcess.ComputeOutput")); FLearningPostProcessCS::FParameters* PassParameters = GraphBuilder.AllocParameters< FLearningPostProcessCS::FParameters>(); PassParameters->InputTexture = SceneColor.Texture; PassParameters->OutputTexture = GraphBuilder.CreateUAV( FRDGTextureUAVDesc(OutputTexture)); PassParameters->ViewRectMin = SceneColor.ViewRect.Min; PassParameters->ViewRectSize = SceneColor.ViewRect.Size(); PassParameters->Intensity = FMath::Clamp( CVarLearningComputeIntensity .GetValueOnRenderThread(), 0.0f, 1.0f); const FGlobalShaderMap* ShaderMap = GetGlobalShaderMap( View.GetShaderPlatform()); const TShaderMapRef<FLearningPostProcessCS> ComputeShader(ShaderMap); const FIntVector GroupCount = FComputeShaderUtils::GetGroupCount( SceneColor.ViewRect.Size(), FIntPoint( GLearningComputeThreadGroupSize, GLearningComputeThreadGroupSize)); FComputeShaderUtils::AddPass( GraphBuilder, RDG_EVENT_NAME( "LearningPostProcess Grayscale CS"), ComputeShader, PassParameters, GroupCount); return FScreenPassTexture( OutputTexture, SceneColor.ViewRect); }

// 创建支持 UAV 的输出纹理。 const FRDGTextureDesc OutputDesc = FRDGTextureDesc::Create2D( SceneColor.Texture->Desc.Extent, PF_FloatRGBA, FClearValueBinding::None, TexCreate_ShaderResource | TexCreate_UAV);

TexCreate_ShaderResource表示：

创建的纹理允许作为Shader Resource View（SRV）绑定给 Shader，供 Shader 读取

FRDGTextureRef OutputTexture = GraphBuilder.CreateTexture( OutputDesc, TEXT("LearningPostProcess.ComputeOutput"));

通过才建立的FRDGTextureDesc来创建对应的FRDGTexture，记住是通过GraphBuilder！

const FGlobalShaderMap* ShaderMap = GetGlobalShaderMap( View.GetShaderPlatform()); const TShaderMapRef<FLearningPostProcessCS> ComputeShader(ShaderMap);

因为函数输入是FSceneView，没有FViewInfo那么多信息，所以需要从FSceneView里面获取GlobalShaderMap，而FViewInfo可以直接View.ShaderMap

LearningPostProcessCS.usf：

#include "/Engine/Private/Common.ush" Texture2D InputTexture; RWTexture2D<float4> OutputTexture; int2 ViewRectMin; int2 ViewRectSize; float Intensity; [numthreads(8, 8, 1)] void LearningPostProcessCS( uint3 DispatchThreadId : SV_DispatchThreadID) { const uint2 LocalPixel = DispatchThreadId.xy; // Dispatch 数量向上取整，需要排除边缘外的线程。 if (LocalPixel.x >= (uint) ViewRectSize.x || LocalPixel.y >= (uint) ViewRectSize.y) { return; } const int2 PixelPosition = ViewRectMin + int2(LocalPixel); const float4 SceneColor = InputTexture.Load( int3(PixelPosition, 0)); const float Luminance = dot( SceneColor.rgb, float3( 0.2126f, 0.7152f, 0.0722f)); const float3 Grayscale = Luminance.xxx; OutputTexture[PixelPosition] = float4( lerp( SceneColor.rgb, Grayscale, saturate(Intensity)), SceneColor.a); }

if (LocalPixel.x >= (uint)ViewRectSize.x || LocalPixel.y >= (uint)ViewRectSize.y) { return; }

Pixel Shader 不需要做这个检查，因为光栅化阶段会根据设置的 Viewport/Scissor Rect 只生成覆盖范围内的像素片元。

总结：

PS和CS两者都在 RDG 中添加 Pass，读取输入纹理、执行 Shader、输出结果。但有几处区别不是由 CS/PS 直接决定的。

1.FSceneView和FViewInfo

这个区别主要来自接口层级，不是 Shader 类型：

• FSceneView：较公开、通用的视图接口，View Extension 常用。
• FViewInfo：Renderer 内部使用，继承自FSceneView，包含更多渲染器内部数据。

因此 Compute Shader 和 Pixel Shader 都可以接收FSceneView或FViewInfo，取决于调用位置。

2. 底层资源其实都是FRDGTexture

FScreenPassTexture FScreenPassRenderTarget

都是对FRDGTexture的 Screen Pass 包装：

FScreenPassTexture = FRDGTexture + ViewRect FScreenPassRenderTarget = FRDGTexture + ViewRect + LoadAction

FScreenPassTextureViewport则主要描述纹理的尺寸、视口和坐标转换，不是另一种纹理资源。

3. Pixel Shader 通常走光栅化管线

SRV 读取输入 ↓ 绘制全屏三角形 ↓ Pixel Shader ↓ 通过 RTV 写入输出

常用接口：

AddDrawScreenPass(...)

输出一般是：

FScreenPassRenderTarget

它还可以利用硬件混合、颜色写掩码等固定功能。

4. Compute Shader 通常走计算管线

SRV 读取输入 ↓ Dispatch Thread Groups ↓ Compute Shader ↓ 通过 UAV 随机写入输出

常用接口：

FComputeShaderUtils::AddPass(...)

它没有传统的 RTV、全屏三角形和硬件混合，需要根据线程 ID 自己计算像素位置，并自行处理边界：

if (DispatchThreadId.x >= Width || DispatchThreadId.y >= Height) { return; }

关键区别

严格来说，RTV 不是在 Pixel Shader 阶段写入，而是在 Pixel Shader 之后的 Output Merger（输出合并）阶段写入。

完整流程：

顶点数据 ↓ Vertex Shader ↓ 光栅化器生成像素片元 ↓ Pixel Shader 计算颜色 ↓ Output Merger 进行混合 ↓ RTV

Pixel Shader 输出：

float4 MainPS(...) : SV_Target0 { return float4(1, 0, 0, 1); }

这里的SV_Target0表示：

把这个颜色发送到绑定的第 0 个 Render Target。

之后 Output Merger 会做：

PS 输出颜色 + RTV 中已有颜色 + Blend State + Color Write Mask + 深度/模板测试结果 ↓ 最终写入 RTV

• HLSL Pixel Shader 输出的是SV_Target
• C++ 后处理函数返回的是FScreenPassTexture

它们不是同一层面的返回值。

Pixel Shader 输出 SV_Target ↓ Output Merger 写入 RTV ↓ RTV 对应一张 FRDGTexture ↓ C++ 用 FScreenPassTexture 包装并返回它

PS：SRV 读取 → PS 计算 → RTV 输出 CS：SRV 读取 → CS 计算 → UAV 输出

Post Process 的 VS 和光栅化器不是重新处理场景模型，而是在绘制一个覆盖屏幕的三角形，用它来启动每个屏幕像素的 PS。

VS 做什么

通常只处理 3 个顶点，生成一个全屏大三角形：

(-1,-1) ───────── (3,-1) │ / │ / │ 屏幕区域/ │ / (-1,3)

然后取三角形里面的正方形做屏幕

Post Process Pixel Shader 流程： SceneColor 已经由前面的场景渲染生成 ↓ VS 生成一个覆盖整个屏幕的超大三角形 ↓ 裁剪、Viewport、Scissor 将有效范围限制在屏幕长方形内 （超出屏幕的部分不绘制） ↓ 光栅化器按照输出分辨率，将有效范围转换成像素片元，长方形去填充对应分辨率的像素 ↓ 为每个片元生成 SV_Position，并插值 UV 等数据 ↓ 每个片元执行一次 Pixel Shader ↓ Pixel Shader 通过 SRV 读取 SceneColor ↓ Pixel Shader 计算并输出 SV_Target ↓ Output Merger 将结果写入 RTV ↓ RTV 对应的 FRDGTexture 被包装成 FScreenPassTexture ↓ 交给下一道 Post Process Pass