UE5RayTracing篇(1)——NSight Graphics

最近打算开始研究UE的RayTracing，但欲先利其事必先利器，必要的Debug手段还是需要会用。在发现RenderDoc不支持RayTracing后，花了些时间学习了一下NSight Graphics。一般的流程就是使用NSight启动要调试的游戏（项目）进程，之后按F11截帧并使用所需工具查看。下面的章节将会简单介绍一下它的功能。

UE RayTracing与Shader开发相关

UE的RayTracing Debug界面需要输入命令后才会显示：

show raytracingdebug 1
r.RayTracing.DebugVisualizationMode Performance
r.RayTracing.DebugVisualizationMode Traversal Node

UE5.0.1这些命令无效，5.02虽然可以显示Debug界面了，但里面不会渲染任何东西。

为了能够截取到Shader的源码并使用RenderDoc的断点调试，需要开启Shader开发变量。位于Engine/Config/ConsoleVariables.ini中：

//删除前面的//即可开启
r.ShaderDevelopmentMode=1
r.Shaders.Optimize=0

NSight

介绍视频：

文档：

个人觉得相比RenderDoc，NSight的优势在于：

更加注重性能统计与优化，适合图形程序使用。
拥有Rtx、VR相关工具，可以让你debug Rtx、VR程序。
2个截帧文件比较功能。

PS.2020.6.1 附加进程到UE5会直接崩溃，UE4.27虽然可以启动，但依然会有问题。2021.2~2022.3的Shader Profiler的Soucre功能会因为SM不是SM6而只能查看Shader的汇编指令。

只能等UE5完全支持SM6后才能使用该功能。（测试版本5.02，开启项目设置里的DirectX12 (SM6,Experimental)功能也不行）

连接到进程

NSight有3种

启动进程并附加：设置ApplicationExcutable后，点击Launch即可。调试UE4的话还需要设置CommandLineArguments为项目路径，比如D:/UnrealEngine/Project/RtxRendering/RtxRendering.uproject
手动连接已启动的进程（是由通过NSight Graphics启动的进程才能连接）：选择启动的进程，之后点Attach即可。
远程启动：在远程机器上运行Nsight Remote Monitor程序，之后再本机上输入远程机器的IP即可。

进入界面后点击Capture for Live Analysis即可截取帧信息（默认的截取按键为F11）。

NSight工具

NSight有5种工具，需要在Connect to process界面中的左下角选择：

Frame Debugger（基本用这个）
Frame Profiler
Generate C++ Capture
GPU Trace Profiler
System Trace

在选择完工具连接进程之后就会显示对应的界面。部分功能需要开启设备访问权限，没开启会显示：

需要在Nvidia控制面板里进行开启，步骤如下：

其他平台的步骤可以参考https://developer.nvidia.com/nvidia-development-tools-solutions-err_nvgpuctrperm-permission-issue-performance-counters

Frame Debugger与Frame Profiler

Frame Debugger工具包含了Frame Profiler，这些工具里Shader Profiler工具最为重要。

Shader Profiler
- Summary
  - Function Summary显示Shader函数的GPU性能占用分布。
  - Hot Spots显示Shader代码的GPU性能占用分布。
- Source 可以打开特定Shader文件，并且显示每行代码的GPU性能占用分布。（NSight2022.3版本无法显示UE5的Shader源码）
All Resource：可以查看渲染说用到的贴图、Buffer以及场景模型的BLAS
Geometry：该功能需要选中绘制命令才能显示对应的多边形。具体操作是：Scrubber中选中Event，右键选择Open Event List，再从Event窗口选择绘制事件即可（Filter中输入Draw就可以找到绘制事件）
PixelHistory：查看一个像素绘制过程的工具。可以通过在Resource中选择绘制的RT之后使用该工具点击想要查看的像素。
Shader Timeing Heating：Rtx相关工具，可以查看Rtx Shader在屏幕上的资源占用分布图。但有bug。分析UE5的某个分发Ray事件必然会崩。