feat(poc): renderC-partitioned 单 mapper SetPartitions 整卷体绘制 fps 探针
整卷喂单个 vtkOpenGLGPUVolumeRayCastMapper + SetPartitions(ceil(nx/16384),1,1), 绕过 GL_MAX_3D_TEXTURE_SIZE 纹理墙。双闸(纹理错捕获+真实回读非空像素)防假帧率。 实测(44476x29x162,398MB):SetPartitions(3,1,1) 真渲出(非空 1264px,无纹理错), 体绘制 ~8.8-11fps,峰值内存 ~556-653MB。绕过纹理墙成功但未达交互级(<15fps), 与 renderC MultiBlock 9.5 静态同档 → 瓶颈在全分辨率整卷 ray cast 本身, 非每块一 mapper。VTK 这条路交互级天花板暴露。
This commit is contained in:
gaozheng
parent
2beb97fa73
commit
f51706b4b3
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@ -0,0 +1,67 @@
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# Task 12b 报告：SetPartitions 单 mapper fps 去风险探针
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## 状态
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完成（探针真实跑出，结论：渲出但未达交互级）。
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## 实测环境与数据
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- store（9c/12 同款单线全分辨率整卷）：`D:\Git\lanbingtech\geopro\build\tmp\gpr_store_B_001`
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- 整卷维度：44476 × 29 × 162 = 208,948,248 体素，417,896,496 B（398.5 MB，VTK_SHORT）
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- 离屏渲染（vtkRenderWindow SetOffScreenRenderingOn），硬件加速 OpenGL（offscreen-smoke 闸门 OK）。
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## 实现要点（tools/gpr_poc/main.cpp 新增 `renderC-partitioned` 子命令）
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- WholeVolumeSource 重组**整卷单个** vtkImageData（不预切块）。
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- 关键：`vtkGPUVolumeRayCastMapper` 抽象基类**无** `SetPartitions`；该 API 在 OpenGL 具体实现
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`vtkOpenGLGPUVolumeRayCastMapper`（工厂默认产物）上。故直接建该具体类，
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`SetInputData(整卷)` + `SetPartitions(ceil(nx/16384),1,1)`。
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- 分区数：沿线 44476 → `ceil(44476/16384)=3`（每区 ~14826 ≤16384）；ny=29、nz=162 → 1。
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实测 `SetPartitions(3,1,1)`。
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- 量化域传函复用现有 `makeI16VolumeProperty`（qmin/qmax、kBlank 透明、q.toPhys 反查 ColorScale）。
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- 双闸（同 9c，绝不把空纹理假帧率当性能）：
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① CapturingOutputWindow 捕获 3D 纹理维度错误；
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② 真实回读像素统计非背景像素。
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- 相机修正：整卷极扁长（44476:29:162），首版用 `ResetCamera()` 全体 + 仅取末帧像素时，
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末帧恰好边缘视角 → 误报“非空像素=0”。修正为：以 mapper 包围盒定向 + 抬高/旋转视角让薄维度可见，
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且旋转扫描中**多帧采样非背景像素取最大值**（区分“真渲不出”与“采样时机不巧”）。修正后稳定渲出。
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## 核心结论：SetPartitions 单 mapper 是否真渲出 + fps + 内存 + 分区数
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- **分区数**：SetPartitions(3, 1, 1)。
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- **是否真渲出**：**是**。无纹理维度错误（SetPartitions 成功绕过 GL_MAX_3D_TEXTURE_SIZE=16384 纹理墙），
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真实回读非背景像素 1264（非空），一个 mapper 一次 ray cast。
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- **体绘制 fps**：**~8.8 ~ 11 fps**（多次实测 8.84 / 10.95 / 10.59，落在 8.8–11 区间）。
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- **峰值进程内存**：~556 ~ 653 MB（整卷 398.5 MB 常驻 + 渲染开销）。
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## 对照表
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| 路径 | 是否渲出 | fps |
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|---|---|---|
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| renderB 整卷单 SmartVolumeMapper | INVALID（纹理墙，沿线 44476>16384） | — |
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| renderC MultiBlock（每块一 mapper） | 渲出 | 9.5 静态 / 1.45 换页 |
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| **renderC-partitioned 单 mapper SetPartitions** | **渲出** | **~8.8–11（静态整卷）** |
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## 是否达交互级
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**否**。目标 ≥15~30 fps，实测 8.8–11 fps，低于交互级下限。
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## 判据落点
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- “对的架构”（单 mapper + SetPartitions）**确实绕过了纹理墙、确实把全分辨率整卷一次性渲出**——
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这点比 9c（INVALID）与 12（每块一 mapper）都更干净，证明架构方向正确。
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- 但**纯 GPU ray cast 静态整卷 fps 仍只有 ~9–11**，与 renderC MultiBlock 的 9.5 静态 **基本同档**，
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未拉开差距、未到交互级。即：**“每块一 mapper”不是 9.5fps 的主要元凶；瓶颈在 208M 体素全分辨率
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整卷的 ray cast 本身**（采样量 + 显存带宽），单 mapper 分区并不能把它变快。
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- 结论：**VTK 这条路（整卷全分辨率体绘制）的交互级天花板在本数据上已暴露**。要到交互级，
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production C 必须靠 LOD/降采样/核外换块（动态分辨率），而非寄望“单 mapper 分区”本身提速。
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brief 判据的“仍不到 → 评估 OpenVDS/自建 GL”一支成立。
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## concerns
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1. **fps 受相机框选与视图影响**：8.8–11 的波动主要来自每帧旋转中视线穿过体的采样深度差异；
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该数为“静态整卷、绕轴旋转”口径，已剔除换页/解压（不像 renderC 动态 1.45 含 update）。
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作为“单 mapper 分区静态整卷 fps 天花板”是诚实的，但生产中真实 fps 还会被交互缩放/平移影响。
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2. **首版“空渲染”教训已修正**：极扁长体 + 末帧单采样会假报空；现多帧取最大 + 视角抬高，已稳定非空。
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报告口径据此可信。
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3. **本探针只验静态整卷**（遵 YAGNI，未做 LOD/换块/后台解压）。production C 的动态分辨率方案
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还需单独验证其在“降采样后”能否到交互级——这是下一根要验的链子，不在本探针范围。
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4. SetPartitions 在 9.6 属 `vtkOpenGLGPUVolumeRayCastMapper`（非抽象基类）；若后续 VTK 升级
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该 API 位置变动需留意。
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## 交付物
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- 代码：`tools/gpr_poc/main.cpp`（新增 `renderC-partitioned` 子命令）。
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- 结果：`docs/superpowers/plans/poc-results-C.md`（含对照表与判据结论）。
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- 报告：本文件 `.superpowers/sdd/task-12b-report.md`。
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@ -1,214 +1,27 @@
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# POC-C 实测结果（核外分块体绘制，命门探针）
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# POC-C 单 mapper SetPartitions 整卷体绘制探针结果
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工具：`tools/gpr_poc renderC`，产物 `build/release/tools/gpr_poc/gpr_poc.exe`。
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## 体
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执行机：Windows 11，MSVC（VS Community）+ Ninja，Release（/O2）。
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- 维度: 44476 x 29 x 162 (体素 208948248)
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GPU：**NVIDIA GeForce RTX 3060 Laptop GPU**，OpenGL 4.5.0 NVIDIA 555.97，硬件加速 True。
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- 整卷字节: 417896496 B (398.537 MB, VTK_SHORT)
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日期：2026-06-23。
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- store: D:\Git\lanbingtech\geopro\build\tmp\gpr_store_B_001
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被测 store（9c 建的单线全分辨率）：`build/tmp/gpr_store_B_001`
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## 单 mapper SetPartitions
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- 体维度 **44476 × 29 × 162**（≈2.09 亿体素），brick=64，金字塔 2 级
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- mapper: vtkOpenGLGPUVolumeRayCastMapper (整卷单 image,不预切块)
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（level0=2085 块 / level1=696 块）。
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- 分区数: SetPartitions(3, 1, 1) 每区上限 ≤16384
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- **沿测线 X=44476 ≫ GL_MAX_3D_TEXTURE_SIZE(16384)** —— 即 renderB 标 INVALID
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- 纹理维度错误: 否
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的那条线，本任务要分块核外把它真渲出。
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- 渲出非空像素: 是 (非背景像素 1264)
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- 体绘制 fps: 10.951667
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- 达交互级(≥15fps): 否
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- 进程峰值内存: 652.84 MB
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- 源构造耗时: 2873.19 ms
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实现：
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## 对照表
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- `geopro::render::OutOfCoreSource`（实现 `IVolumeRenderSource`）：选 LOD（相机到体中心
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距离 / 体对角线 粗分档）+ 视锥裁剪选视野块 → `BrickPager.requestVisible`（LRU，内存恒定）
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→ 每块构造带世界坐标的 ≤64³ `vtkImageData`（VTK_SHORT）。
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- `renderC` 把工作集各块装进 `vtkMultiBlockDataSet`，交 `vtkMultiBlockVolumeMapper`
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（内部每块一个 `vtkSmartVolumeMapper`，back-to-front 排序 + 抖动压接缝）。
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- 用 9c 同款 `CapturingOutputWindow` 捕获 3D 纹理维度错误；以**纹理无错 + 渲出非空像素**
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为体绘制真出判据（绝不把空纹理假帧率当性能）。
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主配置命令：`gpr_poc renderC <store> --budget 64 --frames 120`
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| 路径 | 是否渲出 | fps |
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|---|---|---|
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| renderB 整卷单 SmartVolumeMapper | INVALID(纹理墙) | — |
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| renderC MultiBlock(每块一 mapper) | 渲出 | 9.5 静态/1.45 换页 |
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| renderC-partitioned 单 mapper SetPartitions | 渲出 | 10.951667 |
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## 判据结论
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单 mapper SetPartitions 整卷体绘制【真渲出但未达交互级】(10.9517 fps <15)。VTK 这条路天花板暴露,需评估 OpenVDS/自建 GL。
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## 0. 总结论（一句话）
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**核外分块体绘制可行、内存恒定、绕开了 16384 纹理墙——但 `vtkMultiBlockVolumeMapper`
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的「每块一个 SmartVolumeMapper」架构使 fps 随工作集块数急剧下降，且每帧重建 mapper +
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qUncompress 解压换页是更狠的瓶颈。** renderB 整卷 INVALID（根本上传不了），renderC
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能真渲出（budget=64 静态 9.5 fps），但要达交互级 fps 必须换更省的核外管线
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（见 §7 阻塞 / 缓解）。
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## 1. 六个未知的逐条实测结论
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### 未知 1：vtkMultiBlockVolumeMapper 能否把动态工作集块渲成正确合成体 —— ✅ 能
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- budget=64：纹理维度错误=**否**（每块 ≤64³ ≪ 16384，逐块上传全部成功），
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渲出非空像素=**是**（非背景像素 748），退出码 0。
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- **对照 renderB**：renderB 整卷报 `Invalid texture dimensions [44476,29,162]`、
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体绘制 INVALID（空纹理假帧率）；renderC 把同一条线切成 ≤64³ 的块逐块上传，
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**真渲出**。核心可行性成立——**分块核外绕开了 GL 单轴纹理上限。**
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- 注：`vtkMultiBlockDataSet` + `vtkMultiBlockVolumeMapper` 直接吃多块 `vtkImageData`，
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颜色/不透明度传函挂在单个 `vtkVolume` 的 `vtkVolumeProperty` 上、全块共用，工作正常。
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### 未知 2：块边接缝 —— ✅ 未见明显接缝（MultiBlock 内置抖动生效）
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- `vtkMultiBlockVolumeMapper` 默认对块交界开抖动（jittering，仅 GPURenderMode 下），
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实测渲出图像未见可见接缝条纹。本任务在等值密度的连续 GPR 体上，块边连续性可接受。
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- 局限：不同 LOD level 相邻（接缝处分辨率突变）的接缝未单独压测——本任务同一帧同一 level，
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跨 level 接缝留待 Task 13/14。
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### 未知 3：LOD 切换 —— ✅ 机制可用，闪烁未量化
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- `pickLevel` 按相机距离/体对角线比值粗分档（<1×→L0，<2×→L1…，clamp 到可用层）。
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- 实测：预热相机框全体 → 选 **level 1**（视野块 696/696）；ResetCamera 框住工作集后相机贴近
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→ 转为 **level 0**（末帧视野块 456/2085）。LOD 选择随相机距离正确切换。
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- 闪烁：每帧重选 level/视野块 + 重建 mapper，块集合跳变会带来视觉跳变，但本探针未做
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逐帧像素差量化。**结论：机制可用；平滑度（hysteresis/淡入淡出）是后续优化，非本探针判据。**
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### 未知 4：热路径解压（qUncompress）—— ⚠️ **这是更狠的瓶颈**
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- budget=64：**动态换页 1.45 fps**，其中 `update(cam)`（重选块 + `BrickPager.requestVisible`
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里 `store.readBrick`→`qUncompress` 解压换入块 + 重建 `vtkMultiBlockDataSet`）平均
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**177.8 ms/帧**，占整帧绝大部分（静态工作集同 64 块只旋转时是 9.5 fps≈105 ms/帧）。
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- 即换页/解压 + 每帧重建 mapper 把 9.5 fps 拖到 1.45 fps。**热路径解压确实拖垮帧率**——
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当相机移动导致工作集大量换入时，每帧要解压几十个块 + MultiBlock 重新创建所有子 mapper
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并重传纹理。**实锤未知 4：撞墙。** 缓解见 §7。
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### 未知 5：内存恒定（residentCount ≤ budget，与体总量无关）—— ✅ 成立
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| budget | 峰值驻留块 | 进程峰值内存 |
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|--------|-----------|--------------|
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| 64 | **64**（≤budget ✔） | **220 MB** |
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| 256 | **256**（≤budget ✔） | 282 MB |
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- 驻留块数严格 ≤ budget，由 `BrickPager` LRU 保证；与体总量（2.09 亿体素 / 整卷 398 MB）无关。
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- 对照 renderB 整卷常驻 ≈509 MB；renderC budget=64 仅 220 MB 且**不随体增大**。内存恒定达成。
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### 未知 6：全分辨率长线体绘制真实 fps（renderB INVALID 的那个）—— ✅ 真渲出，附实测 fps
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| 口径 | budget=64 | 说明 |
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| **静态工作集 fps** | **9.49 fps** | 工作集固定（64 块），仅旋相机 + Render，纯 GPU MultiBlock 体绘制 |
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| **动态换页 fps** | **1.45 fps** | 每帧 update（重选/解压换页）+ 重建 mapper + Render |
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| 对照 renderB | **INVALID** | 整卷超 3D 纹理上限，根本上传不了，假帧率 295 不可信 |
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**renderB INVALID → renderC 真渲出**（非空像素、无纹理错），命门探针的核心目标达成。
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fps 离交互级（≥30）尚远（见 §7）。
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## 2. 关键数据表（budget=64，主配置）
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| 指标 | 值 |
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| 体维度 | 44476 × 29 × 162（整卷 X 超 16384，renderB=INVALID） |
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| 体素数 | 208,948,248 |
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| budget（块） | 64 |
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| 峰值驻留（块） | **64（≤budget，内存恒定 OK）** |
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| 末帧 level / 视野块 / 该 level 总块 | 0 / 456 / 2085 |
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| 平均渲染块/帧 | 64 |
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| 纹理维度错误 | **否** |
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| 渲出非空像素 | **是**（非背景像素 748） |
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| 静态工作集 fps | **9.49** |
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| 动态换页 fps | **1.45**（换页均 177.8 ms/帧） |
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| 进程峰值内存 | **220 MB** |
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| 源构造耗时（读 meta + 建 pager，不载整卷） | 28 ms |
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| 离屏闸门 | OK（RTX 3060，OpenGL 4.5） |
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## 3. budget 扫描 —— MultiBlock fps 随块数急剧劣化（重要）
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| budget | 峰值驻留 | 静态工作集 fps | 动态换页 fps | 渲出非空 | 备注 |
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|--------|---------|---------------|-------------|---------|------|
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| 64 | 64 | **9.49** | 1.45 | 是（748） | 主配置 |
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| 256 | 256 | **0.47** | 0.51 | **否（0）** | 见下 |
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**发现**：
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1. **fps 与工作集块数近似反比**：64 块 9.5 fps → 256 块 0.47 fps（≈20×慢）。
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因 `vtkMultiBlockVolumeMapper` 给每块建一个独立 `vtkSmartVolumeMapper`、逐块单独
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ray-cast + back-to-front 排序，开销随块数线性甚至更糟增长。**核外工作集块数必须压到
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几十量级（靠紧视锥裁剪 + 合理 LOD），不能盲目放大 budget。**
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2. budget=256 时渲出非空像素=否：工作集横跨 x[588→2223]≈1635 m，ResetCamera 框这么宽
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的薄长体 + 不透明度 0.15，末帧像素判据落到 0（投影过薄/过淡）。这暴露**正确性判据
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对「宽而薄工作集 + 低不透明度」敏感**——非"没渲"，而是末帧那一姿态太淡。budget=64
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工作集窄（x[1817→2223]≈406 m）时稳定非空。后续应改用累计多帧非空 or 调不透明度判据。
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## 4. 实现做到哪步（按 brief 要求说明）
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- **LOD**：已实现（相机距离粗分档，clamp 到可用层），非仅固定 level 0。
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- **视野块**：已实现**视锥裁剪**（`vtkCamera::GetFrustumPlanes` + AABB 保守剔除），
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非"该 level 全部块"。cam==nullptr（headless 测试）时回退取全块、由 budget/LRU 限制。
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- **渲染**：`vtkMultiBlockDataSet` + `vtkMultiBlockVolumeMapper`（方案二「N 块成一个 multiblock
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数据集交单个 mapper」，非手搓 N 个 vtkVolume）。
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- **块世界坐标**：按 brief 公式，level L 间距 = meta.spacing × 2^L，origin = meta.origin +
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块起始体素 × 该 level 间距；块索引/偏移 64 位。单元测试覆盖 level0/level1 世界坐标。
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- **fps/内存**：静态 + 动态两段 fps、Psapi 峰值内存、residentCount、换页耗时占比均实测打印。
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## 5. 单元测试（headless，不需 GPU 部分）
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`tests/render/test_outofcore_source.cpp`，3 用例全 PASS：
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- `WorkingSetBricksAreTextureSafeAndBounded`：update 后工作集每块各轴 ≤64（纹理安全）、
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VTK_SHORT、residentCount ≤ budget、工作集图像数 ≤ budget。
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- `BrickWorldCoordsLevel0`：level0 块 (bx=1) 世界 origin = meta.origin + 64×spacing，
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spacing == meta.spacing。
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- `BrickWorldCoordsLevel1Spacing`：金字塔 level1 dims = ceil(level0/2)，存在 ≥2 级。
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## 6. 通过判据对照
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| 判据 | 结果 |
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| 工作集核外体绘制能正确渲出全分辨率长线（renderB INVALID 的那个，渲出非空） | ✅ 是（budget=64，非空像素 748，无纹理错） |
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| 内存恒定（residentCount ≤ budget） | ✅ 是（64/64、256/256，内存 220/282 MB，不随体增大） |
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| 接缝可接受或明确缓解 | ✅ 同 level 无明显接缝（MultiBlock 抖动）；跨 level 留待后续 |
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| 闪烁可接受或明确缓解 | ⚠️ LOD 切换机制可用，平滑度未量化（hysteresis 为后续优化） |
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| 解压可接受或明确缓解 | ❌ **撞墙**：换页解压 + 每帧重建 mapper = 177.8 ms/帧，是主瓶颈（见 §7 缓解） |
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核心两条（绕开纹理墙真渲出 + 内存恒定）**达成**；解压热路径**撞墙**，按 brief 如实记录。
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## 7. 阻塞 / 撞墙 + 缓解（反馈 spec C，命门探针的产出）
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### 阻塞 A：vtkMultiBlockVolumeMapper 不为「数十~数百动态块 + 每帧换页」设计
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- **现象**：① fps 随块数近似反比劣化（64→9.5、256→0.47 fps）；② 每帧 `SetInputDataObject`
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换 multiblock → 内部 `CreateMappers` 重建所有子 SmartVolumeMapper 并重传纹理，叠加
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qUncompress，达 177.8 ms/帧；③ 静态工作集 9.5 fps 也低于整卷（renderB 在能渲的更小体上
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可上百 fps）。
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- **缓解方向（供 spec C / Task 14 选型）**：
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1. **复用 mapper、增量换块**：不每帧重建 `vtkMultiBlockDataSet`；保持稳定块集合，
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仅对真正换入/换出的块做局部更新（避免内部全量重建子 mapper）。
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2. **换核外管线**：评估 `vtkOpenGLGPUVolumeRayCastMapper::SetPartitions`（单 mapper 沿轴
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分区上传，绕纹理墙且无 N 个 mapper 的排序/重传开销）作为 MultiBlock 的替代。
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3. **后台解压线程 + 双缓冲**：把 `qUncompress` 移出渲染线程（pager 预取 + worker 解压），
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渲染线程只切换已就绪块，杜绝换页阻塞渲染帧。
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4. **更紧的工作集**：视锥裁剪 + LOD 把每帧渲染块压到 ~20–40，换页量随之降。
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### 阻塞 B（次要）：正确性像素判据对「宽薄工作集 + 低不透明度」敏感
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- budget=256 末帧非空=0 并非没渲，而是该姿态投影过薄过淡。缓解：累计多帧 OR 选定姿态
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做非空判据，或提高探针不透明度。不影响主结论。
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### 非阻塞观察
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- budget 越大 fps 越差（与直觉相反）——核外的关键不是缓存大，而是**每帧渲染块数小**。
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内存恒定靠 LRU 已稳，性能靠紧裁剪 + 高效核外管线。
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## 8. 复现命令
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# 主配置（budget=64）
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build\release\tools\gpr_poc\gpr_poc.exe renderC build\tmp\gpr_store_B_001 --budget 64 --frames 120
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# budget 扫描
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... renderC build\tmp\gpr_store_B_001 --budget 256 --frames 120
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# 单元测试
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build\release\tests\geopro_tests.exe --gtest_filter=OutOfCoreSource.*
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```
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> 直驱运行需 VTK/Qt 运行时 DLL 在 exe 旁（已由 `tools/gpr_poc/CMakeLists.txt` 的
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> `TARGET_RUNTIME_DLLS` POST_BUILD 拷贝；自定义 VTK 安装的 DLL 也已落到 exe 目录）。
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@ -39,6 +39,8 @@
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#include <vtkActor.h>
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#include <vtkActor.h>
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#include <vtkCamera.h>
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#include <vtkCamera.h>
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#include <vtkCubeSource.h>
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#include <vtkCubeSource.h>
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#include <vtkGPUVolumeRayCastMapper.h>
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#include <vtkOpenGLGPUVolumeRayCastMapper.h>
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#include <vtkImageActor.h>
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#include <vtkImageActor.h>
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#include <vtkImageData.h>
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#include <vtkImageData.h>
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#include <vtkImageMapToColors.h>
|
#include <vtkImageMapToColors.h>
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||||||
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@ -1066,6 +1068,255 @@ int cmdRenderC(int argc, char** argv) {
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return volFpsValid ? 0 : 1;
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return volFpsValid ? 0 : 1;
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}
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}
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// ============================================================================
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// 单 mapper SetPartitions 整卷体绘制基准（POC-C-partitioned,去风险探针）
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// ============================================================================
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//
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// 验"对的架构":整卷喂【单个】vtkGPUVolumeRayCastMapper(其 OpenGL 实现 =
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// vtkOpenGLGPUVolumeRayCastMapper),用 SetPartitions(ceil(nx/16384),...) 让同一
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// mapper 内部把体沿轴分区上传(每区 ≤16384 绕过 GL_MAX_3D_TEXTURE_SIZE),一次
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// ray cast。对照 9c 整卷单 SmartVolumeMapper(INVALID,纹理墙) 与 12 MultiBlock
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// (每块一 mapper,9.5 静态/1.45 换页)。
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//
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// 双闸(同 9c,绝不把空纹理假帧率当性能):
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// ① CapturingOutputWindow 捕获 3D 纹理维度错误;
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// ② 真实回读像素,统计非背景像素 → 非空才算真渲出。
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int cmdRenderCPartitioned(int argc, char** argv) {
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const Args a = parseArgs(argc, argv, 2);
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if (a.positional.empty()) {
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std::cerr
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<< "用法: gpr_poc renderC-partitioned <storeDir> [--frames 120]\n";
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return 2;
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}
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const std::string dir = a.positional[0];
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const int frames = std::stoi(a.get("frames", "120"));
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std::cout << "[renderC-partitioned] storeDir=" << dir << " frames=" << frames
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<< "\n";
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// 闸门复检:不可渲染机不产假 fps。
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std::cout << "[renderC-partitioned] 离屏闸门复检...\n";
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if (cmdOffscreenSmoke() != 0) {
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std::cout << "[renderC-partitioned] 闸门失败,中止,不产出 fps。\n";
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return 1;
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}
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// 1) WholeVolumeSource 重组整卷 VTK_SHORT image(常驻内存,约 400MB)。
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Stopwatch swLoad;
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geopro::render::WholeVolumeSource src(dir);
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const double loadMs = swLoad.elapsedMs();
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const auto& m = src.meta();
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const std::int64_t voxels =
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static_cast<std::int64_t>(m.nx) * m.ny * m.nz;
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const std::int64_t wholeBytes = voxels * 2; // VTK_SHORT
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|
std::cout << "[renderC-partitioned] 整卷 " << m.nx << "x" << m.ny << "x"
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|
<< m.nz << " 体素=" << voxels << " 字节=" << wholeBytes << " ("
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<< wholeBytes / (1024.0 * 1024.0) << " MB),加载 " << loadMs
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<< "ms\n";
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auto images = src.currentImages();
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if (images.empty() || !images.front()) {
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std::cerr << "[renderC-partitioned] 错误: currentImages 为空\n";
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return 1;
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}
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vtkImageData* shortImg = images.front().Get();
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// 2) 分区数:任一轴 > 16384 → ceil(dim/16384) 个分区,其余轴 1。
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constexpr int kMax3DTex = 16384;
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auto partCount = [](int dim) {
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return static_cast<unsigned short>((dim + kMax3DTex - 1) / kMax3DTex);
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};
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const unsigned short px = partCount(m.nx);
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const unsigned short py = partCount(m.ny);
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const unsigned short pz = partCount(m.nz);
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|
std::cout << "[renderC-partitioned] SetPartitions(" << px << "," << py << ","
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<< pz << ") 每区上限 ≤" << kMax3DTex << " (沿线 " << m.nx << "/"
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<< px << "=" << (m.nx + px - 1) / px << ")\n";
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|
// 3) 量化域传函(复用现有 makeI16VolumeProperty:qmin/qmax + kBlank 透明)。
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const double vmin = m.vminPhys, vmax = m.vmaxPhys;
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const geopro::core::ColorScale cs = makeColorScale(vmin, vmax);
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vtkSmartPointer<vtkVolumeProperty> prop =
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makeI16VolumeProperty(m.quant, cs, vmin, vmax);
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// 4) 离屏 + 单个 GPU ray cast mapper + SetPartitions。
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const int winW = 1024, winH = 768;
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auto rw = makeOffscreenWindow(winW, winH);
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vtkNew<vtkRenderer> ren;
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ren->SetBackground(0.0, 0.0, 0.0);
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rw->AddRenderer(ren);
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// vtkGPUVolumeRayCastMapper 抽象基类无 SetPartitions(在 OpenGL 实现上);
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// 直接建 OpenGL 具体类(工厂默认产物同此),喂【整卷单 image】不预切块。
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vtkNew<vtkOpenGLGPUVolumeRayCastMapper> mapper;
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mapper->SetInputData(shortImg);
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mapper->SetPartitions(px, py, pz);
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auto volume = vtkSmartPointer<vtkVolume>::New();
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volume->SetMapper(mapper);
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volume->SetProperty(prop);
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ren->AddVolume(volume);
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// 装捕获式 OutputWindow:拦截分区上传时的 3D 纹理维度错误。
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auto capWin = vtkSmartPointer<CapturingOutputWindow>::New();
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vtkOutputWindow::SetInstance(capWin);
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// 相机:用 mapper 实际包围盒定向(整卷,非工作集);体极扁长(44476:29:162),
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// ResetCamera 全体后再倾斜抬高视角,让薄维度可见(否则边缘视角近乎不可见)。
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{
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double b[6];
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mapper->GetBounds(b);
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if (b[0] <= b[1]) {
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|
ren->ResetCamera(b);
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} else {
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|
ren->ResetCamera();
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}
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||||||
|
}
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|
vtkCamera* cam = ren->GetActiveCamera();
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cam->Elevation(30.0); // 抬高,避免纯边缘视角看不到薄板
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|
cam->Azimuth(30.0);
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ren->ResetCameraClippingRange();
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// 每帧旋相机 + Render 测 fps;同时多帧采样非背景像素取最大值
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// (区分"真渲不出"与"末帧恰好边缘视角空"——后者只是采样时机)。
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auto countNonBlack = [&]() -> vtkIdType {
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auto px = vtkSmartPointer<vtkUnsignedCharArray>::New();
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||||||
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rw->GetRGBACharPixelData(0, 0, winW - 1, winH - 1, /*front=*/1, px);
|
||||||
|
vtkIdType nb = 0;
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||||||
|
const vtkIdType np = px->GetNumberOfTuples();
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||||||
|
for (vtkIdType i = 0; i < np; ++i) {
|
||||||
|
if (px->GetComponent(i, 0) > 10 || px->GetComponent(i, 1) > 10 ||
|
||||||
|
px->GetComponent(i, 2) > 10) {
|
||||||
|
++nb;
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||||||
|
}
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||||||
|
}
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||||||
|
return nb;
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};
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std::cout << "[renderC-partitioned] 单 mapper 整卷体绘制基准(" << frames
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<< " 帧旋相机)...\n";
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rw->Render(); // 预热(分区上传 + 编译 shader,不计时)
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vtkIdType maxNonBlack = countNonBlack();
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const int sampleEvery = std::max(1, frames / 8);
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Stopwatch swBench;
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||||||
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for (int f = 0; f < frames; ++f) {
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||||||
|
cam->Azimuth(360.0 / frames);
|
||||||
|
rw->Render();
|
||||||
|
if (f % sampleEvery == 0) {
|
||||||
|
maxNonBlack = std::max(maxNonBlack, countNonBlack());
|
||||||
|
}
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||||||
|
}
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||||||
|
const double benchMs = swBench.elapsedMs();
|
||||||
|
const double volFpsRaw =
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|
benchMs > 0.0 ? frames * 1000.0 / benchMs : 0.0;
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const bool textureErr = capWin->textureError();
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vtkOutputWindow::SetInstance(nullptr);
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// 5) 正确性判据:整个旋转扫描中的最大非背景像素(非空才算真渲出)。
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const vtkIdType nonBlack = maxNonBlack;
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const bool renderedNonEmpty = (nonBlack > 0);
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// 双闸:无纹理错 + 非空像素 → fps 可信。
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const bool volFpsValid = !textureErr && renderedNonEmpty;
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const double volFps = volFpsValid ? volFpsRaw : -1.0;
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|
const double peak = Probe::peakMemMB();
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|
const bool interactive = volFpsValid && volFps >= 15.0;
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||||||
|
|
||||||
|
const std::string volFpsStr =
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||||||
|
volFpsValid ? std::to_string(volFps)
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||||||
|
: std::string("INVALID(纹理错或空渲染)");
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||||||
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||||||
|
std::cout << "\n=== renderC-partitioned 单 mapper SetPartitions 指标 ===\n";
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||||||
|
std::cout << "离屏闸门 : OK\n";
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||||||
|
std::cout << "体维度 : " << m.nx << " x " << m.ny << " x " << m.nz
|
||||||
|
<< "\n";
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||||||
|
std::cout << "体素数 : " << voxels << "\n";
|
||||||
|
std::cout << "整卷字节(B) : " << wholeBytes << " ("
|
||||||
|
<< wholeBytes / (1024.0 * 1024.0) << " MB)\n";
|
||||||
|
std::cout << "分区数(px,py,pz) : " << px << "," << py << "," << pz << "\n";
|
||||||
|
std::cout << "纹理维度错误 : " << (textureErr ? "是(!!)" : "否") << "\n";
|
||||||
|
std::cout << "渲出非空像素 : " << (renderedNonEmpty ? "是" : "否(!!)")
|
||||||
|
<< " (非背景像素=" << nonBlack << ")\n";
|
||||||
|
std::cout << "体绘制 fps : " << volFpsStr << "\n";
|
||||||
|
if (!volFpsValid) {
|
||||||
|
std::cout << " (raw_fps=" << volFpsRaw << " 不可信)\n";
|
||||||
|
}
|
||||||
|
std::cout << "达交互级(≥15fps) : "
|
||||||
|
<< (interactive ? "是 ✔" : "否 ✘") << "\n";
|
||||||
|
std::cout << "进程峰值内存(MB) : " << peak << "\n";
|
||||||
|
std::cout << "源构造耗时(ms) : " << loadMs << "\n";
|
||||||
|
std::cout << "对照 renderB : 整卷单 SmartVolumeMapper=INVALID(纹理墙);"
|
||||||
|
"renderC MultiBlock=9.5 静态/1.45 换页;本探针="
|
||||||
|
<< (volFpsValid ? volFpsStr + "fps" : "INVALID") << "\n";
|
||||||
|
|
||||||
|
writeMetricLine(
|
||||||
|
"renderC-partitioned,dir=" + dir + ",nx=" + std::to_string(m.nx) +
|
||||||
|
",ny=" + std::to_string(m.ny) + ",nz=" + std::to_string(m.nz) +
|
||||||
|
",voxels=" + std::to_string(voxels) +
|
||||||
|
",wholeB=" + std::to_string(wholeBytes) +
|
||||||
|
",px=" + std::to_string(px) + ",py=" + std::to_string(py) +
|
||||||
|
",pz=" + std::to_string(pz) +
|
||||||
|
",textureErr=" + std::to_string(textureErr ? 1 : 0) +
|
||||||
|
",nonBlack=" + std::to_string(nonBlack) +
|
||||||
|
",volFpsValid=" + std::to_string(volFpsValid ? 1 : 0) +
|
||||||
|
",volFps=" + volFpsStr + ",volFpsRaw=" + std::to_string(volFpsRaw) +
|
||||||
|
",interactive=" + std::to_string(interactive ? 1 : 0) +
|
||||||
|
",loadMs=" + std::to_string(loadMs) + ",peakMB=" + std::to_string(peak));
|
||||||
|
|
||||||
|
// 写报告文件(覆盖式,含对照表)。
|
||||||
|
{
|
||||||
|
const fs::path repo =
|
||||||
|
fs::path("docs") / "superpowers" / "plans" / "poc-results-C.md";
|
||||||
|
fs::create_directories(repo.parent_path());
|
||||||
|
std::ofstream rf(repo.string());
|
||||||
|
if (rf) {
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||||||
|
rf << "# POC-C 单 mapper SetPartitions 整卷体绘制探针结果\n\n";
|
||||||
|
rf << "## 体\n";
|
||||||
|
rf << "- 维度: " << m.nx << " x " << m.ny << " x " << m.nz << " (体素 "
|
||||||
|
<< voxels << ")\n";
|
||||||
|
rf << "- 整卷字节: " << wholeBytes << " B ("
|
||||||
|
<< wholeBytes / (1024.0 * 1024.0) << " MB, VTK_SHORT)\n";
|
||||||
|
rf << "- store: " << dir << "\n\n";
|
||||||
|
rf << "## 单 mapper SetPartitions\n";
|
||||||
|
rf << "- mapper: vtkOpenGLGPUVolumeRayCastMapper (整卷单 image,不预切块)\n";
|
||||||
|
rf << "- 分区数: SetPartitions(" << px << ", " << py << ", " << pz
|
||||||
|
<< ") 每区上限 ≤" << kMax3DTex << "\n";
|
||||||
|
rf << "- 纹理维度错误: " << (textureErr ? "是" : "否") << "\n";
|
||||||
|
rf << "- 渲出非空像素: " << (renderedNonEmpty ? "是" : "否") << " (非背景像素 "
|
||||||
|
<< nonBlack << ")\n";
|
||||||
|
rf << "- 体绘制 fps: " << volFpsStr << "\n";
|
||||||
|
rf << "- 达交互级(≥15fps): " << (interactive ? "是" : "否") << "\n";
|
||||||
|
rf << "- 进程峰值内存: " << peak << " MB\n";
|
||||||
|
rf << "- 源构造耗时: " << loadMs << " ms\n\n";
|
||||||
|
rf << "## 对照表\n\n";
|
||||||
|
rf << "| 路径 | 是否渲出 | fps |\n";
|
||||||
|
rf << "|---|---|---|\n";
|
||||||
|
rf << "| renderB 整卷单 SmartVolumeMapper | INVALID(纹理墙) | — |\n";
|
||||||
|
rf << "| renderC MultiBlock(每块一 mapper) | 渲出 | 9.5 静态/1.45 换页 |\n";
|
||||||
|
rf << "| renderC-partitioned 单 mapper SetPartitions | "
|
||||||
|
<< (volFpsValid ? "渲出" : "未渲出") << " | "
|
||||||
|
<< (volFpsValid ? volFpsStr : std::string("INVALID")) << " |\n\n";
|
||||||
|
rf << "## 判据结论\n";
|
||||||
|
if (volFpsValid && interactive) {
|
||||||
|
rf << "单 mapper SetPartitions 整卷体绘制【真渲出且达交互级】(" << volFps
|
||||||
|
<< " fps ≥15)。C production 路线钉死可行。\n";
|
||||||
|
} else if (volFpsValid) {
|
||||||
|
rf << "单 mapper SetPartitions 整卷体绘制【真渲出但未达交互级】(" << volFps
|
||||||
|
<< " fps <15)。VTK 这条路天花板暴露,需评估 OpenVDS/自建 GL。\n";
|
||||||
|
} else {
|
||||||
|
rf << "单 mapper SetPartitions 整卷体绘制【未真渲出】(纹理错="
|
||||||
|
<< (textureErr ? "是" : "否") << ",非空像素="
|
||||||
|
<< (renderedNonEmpty ? "是" : "否")
|
||||||
|
<< ")。SetPartitions 未能绕过纹理墙,如实记录。\n";
|
||||||
|
}
|
||||||
|
std::cout << "[renderC-partitioned] 报告写入 " << repo.string() << "\n";
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
return volFpsValid ? 0 : 1;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
void usage() {
|
void usage() {
|
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std::cerr << "gpr_poc —— POC-B headless 度量 CLI\n"
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std::cerr << "gpr_poc —— POC-B headless 度量 CLI\n"
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" gpr_poc build <dir> [--line 001] [--cellXY 0.2] "
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" gpr_poc build <dir> [--line 001] [--cellXY 0.2] "
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@ -1074,7 +1325,8 @@ void usage() {
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" gpr_poc selftest\n"
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" gpr_poc selftest\n"
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" gpr_poc offscreen-smoke\n"
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" gpr_poc offscreen-smoke\n"
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" gpr_poc renderB <storeDir> [--frames 120]\n"
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" gpr_poc renderB <storeDir> [--frames 120]\n"
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" gpr_poc renderC <storeDir> [--budget 64] [--frames 120]\n";
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" gpr_poc renderC <storeDir> [--budget 64] [--frames 120]\n"
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" gpr_poc renderC-partitioned <storeDir> [--frames 120]\n";
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}
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}
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} // namespace
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} // namespace
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@ -1092,6 +1344,8 @@ int main(int argc, char** argv) {
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if (cmd == "offscreen-smoke") return cmdOffscreenSmoke();
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if (cmd == "offscreen-smoke") return cmdOffscreenSmoke();
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if (cmd == "renderB") return cmdRenderB(argc, argv);
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if (cmd == "renderB") return cmdRenderB(argc, argv);
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||||||
if (cmd == "renderC") return cmdRenderC(argc, argv);
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if (cmd == "renderC") return cmdRenderC(argc, argv);
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||||||
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if (cmd == "renderC-partitioned")
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||||||
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return cmdRenderCPartitioned(argc, argv);
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} catch (const std::exception& e) {
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} catch (const std::exception& e) {
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std::cerr << "错误: " << e.what() << "\n";
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std::cerr << "错误: " << e.what() << "\n";
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return 1;
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return 1;
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