fix(render): match native packet distance approximation
Docs Deploy / Build and Deploy MkDocs (push) Successful in 1m15s

This commit is contained in:
Valentin Popov committed 2026-11-01 12:30:17 +04:00
1 parent 9533c1a927
commit 923ef2aad6
7 files changed
+188 -40

No files matched your search

@@ -11,6 +11,7 @@
mod asset_mesh;
mod capabilities;
mod instance;
mod packet_distance;
mod reflection;
mod resources;
mod runtime;
@@ -50,6 +51,7 @@ pub use self::instance::{
};
#[cfg(test)]
use self::instance::{cstring_vec, ensure_instance_extensions_available};
pub use self::packet_distance::legacy_packet_distance_squared;
use self::resources::{
color_subresource_range, create_command_pool, create_depth_attachment, create_frame_sync,
create_frame_uniform_buffer, create_index_buffer, create_material_specular_buffer,
@@ -0,0 +1,52 @@
#![allow(unsafe_code)]
//! The native CPU instruction used for render-packet distance keys.
/// Reproduces Ngi32's squared length multiplied by `RSQRTSS` on x86-64.
/// Other architectures retain the portable distance and report that boundary.
#[must_use]
pub fn legacy_packet_distance_squared(squared: f32) -> Option<f32> {
if !squared.is_finite() || squared < 0.0 {
return None;
}
if squared == 0.0 {
static NOTICE: std::sync::Once = std::sync::Once::new();
NOTICE.call_once(|| {
eprintln!("render_coverage packet_zero_distance_fallback=1 (stable zero instead of native 0 * infinity)");
});
return Some(0.0);
}
#[cfg(target_arch = "x86_64")]
let distance = {
use core::arch::x86_64::{_mm_cvtss_f32, _mm_rsqrt_ss, _mm_set_ss};
// SAFETY: SSE is part of the x86-64 baseline; these intrinsics only
// operate on register values and do not access memory.
let inverse = unsafe { _mm_cvtss_f32(_mm_rsqrt_ss(_mm_set_ss(squared))) };
squared * inverse
};
#[cfg(not(target_arch = "x86_64"))]
let distance = {
static NOTICE: std::sync::Once = std::sync::Once::new();
NOTICE.call_once(|| {
eprintln!("render_coverage packet_distance_native_rsqrt_unsupported=1 (using portable square root)");
});
squared.sqrt()
};
distance.is_finite().then_some(distance)
}
#[cfg(test)]
mod tests {
use super::*;
#[test]
fn packet_distance_preserves_the_native_approximation_error_bound() {
for squared in [0.000_001_f32, 1.0, 9.0, 11_393.854, 1_000_000.0] {
let distance = legacy_packet_distance_squared(squared).unwrap();
assert!((distance / squared.sqrt() - 1.0).abs() < 0.000_3);
}
assert_eq!(legacy_packet_distance_squared(0.0), Some(0.0));
for invalid in [-1.0, f32::NAN, f32::INFINITY] {
assert_eq!(legacy_packet_distance_squared(invalid), None);
}
}
}
+99 -21
View File
@@ -61,8 +61,9 @@ use fparkan_render::{
RawCameraTransform,
};
use fparkan_render_vulkan::{
node38_pose, node38_pose_from_hierarchy, node38_pose_relative_to_root,
node38_pose_relative_to_root_from_hierarchy, project_land_msh_to_static_mesh_in_world_space,
legacy_packet_distance_squared, node38_pose, node38_pose_from_hierarchy,
node38_pose_relative_to_root, node38_pose_relative_to_root_from_hierarchy,
project_land_msh_to_static_mesh_in_world_space,
project_msh_to_static_mesh_in_world_space_with_node_fallback_poses,
project_msh_to_static_mesh_in_world_space_with_node_fallback_poses_and_mount,
project_msh_to_static_mesh_in_world_space_with_node_pose_buffer,
@@ -1373,7 +1374,7 @@ fn native_msh_diffuse_alpha_override(
let distance = if range.batch_flags & 0x0050 == 0x0040 {
0.0
} else {
// shortcut: use the first indexed vertex; replace with native CPU clipping selection when clipped-portal captures are available.
// The native alpha callback reads the input packet before renderer clipping.
first_indexed_vertex_distance(mesh, range_index, eye_world)?
};
legacy_msh_portal_alpha(range.batch_flags, distance, horizontal_fov)
@@ -3978,10 +3979,7 @@ fn first_indexed_vertex_distance(
.get(vertex_index)
.ok_or_else(|| "world draw range vertex index is outside the vertex buffer".to_string())?;
let delta = sub3(vertex.position, camera_position);
let distance = dot3(delta, delta).sqrt();
distance
.is_finite()
.then_some(distance)
legacy_packet_distance_squared(dot3(delta, delta))
.ok_or_else(|| "world draw range sort distance is non-finite".to_string())
}
@@ -9601,17 +9599,6 @@ impl StaticVulkanApp {
horizontal_fov(&self.view_camera, aspect),
)?;
}
let approximate_portals = self
.world_range_indices
.iter()
.filter(|&&index| {
let flags = self.mesh.draw_ranges[index].batch_flags;
flags & 8 != 0
&& flags & 0x50 != 0x40
&& !self.type16_present_ranges.contains(&index)
})
.count();
eprintln!("render_coverage portal_fade_packet_selection_approx={approximate_portals} (first indexed vertex; native CPU clipping selection pending)");
eprintln!("render_coverage msh_type16_colors_unsupported={} (authored vertex colors are not decoded; using white)", self.type16_present_ranges.len());
let randomized_lights = self
.control_point_light_slots
@@ -13355,7 +13342,8 @@ mod tests {
let alpha = native_msh_diffuse_alpha_override(&mesh, 0, false, [0.0, -0.55, -25.0], 1.04)
.unwrap()
.unwrap();
assert!((alpha - 0.5).abs() < 0.000_001);
// Native RSQRTSS perturbs the distance before the extra square root.
assert!((alpha - 0.5).abs() < 0.000_3);
assert_eq!(
native_msh_diffuse_alpha_override(&mesh, 0, false, [0.0, -0.55, -60.0], 1.04),
Ok(Some(1.0))
@@ -15360,7 +15348,97 @@ mod tests {
let mesh = VulkanStaticMesh::smoke_triangle();
let distance = first_indexed_vertex_distance(&mesh, 0, [0.0, -0.55, -3.0])
.expect("first indexed vertex distance");
assert!((distance - 3.0).abs() < 1.0e-6);
assert!((distance - 3.0).abs() < 1.0e-3);
}
#[test]
#[ignore = "requires the original GOG installation and native SSE reference"]
fn gog_portal_alpha_keeps_the_reference_vertex_outside_the_viewport() {
let root = std::env::var_os("FPARKAN_CORPUS_PART1_ROOT")
.expect("set FPARKAN_CORPUS_PART1_ROOT to the original GOG installation");
let mut engine =
create(EngineServices::new(Arc::new(DirectoryVfs::new(root)))).expect("engine");
load_mission_static_preview_roots(
&mut engine,
MissionRequest {
key: "MISSIONS/Autodemo.00/data.tma".to_string(),
mode: MissionMode::SingleMission,
},
NonZeroUsize::new(usize::MAX).unwrap(),
)
.expect("original AutoDemo");
let assets = loaded_mission_assets(&engine).expect("mission assets");
let root = &loaded_mission_object_drafts(&engine).expect("mission objects")[4];
let visual = assets
.visual_by_id(assets.object_visuals[4][0])
.expect("factory visual");
let model = assets.model_by_id(visual.model_id.unwrap()).unwrap();
let mesh = project_msh_to_static_mesh_in_world_space_with_node_sampled_poses(
&model.validated,
LegacyIron3dEulerTransform {
translation: root.position,
orientation_radians: root.orientation_raw,
},
root.scale,
0,
)
.expect("factory mesh");
// GOG capture: yaw/roll expose only part of the window; alpha was read
// after Terrain's callback stored it, before the renderer consumed it.
let transform = RawCameraTransform {
words: [
3_204_541_090,
3_209_392_467,
1_051_461_443,
1_135_728_591,
1_063_051_501,
3_203_294_891,
1_045_010_100,
1_143_538_729,
0,
1_053_254_103,
1_064_028_839,
1_093_589_271,
0,
0,
0,
1_065_353_216,
],
};
let camera = VulkanStaticCamera::from_legacy_d3d7(
transform,
LegacyD3d7Projection {
viewport: [0, 0, 800, 600],
near_plane: 0.5,
far_plane: 700.0,
field_of_view_radians: 1.04,
},
)
.expect("native edge camera");
let range = mesh.draw_ranges[33];
assert_eq!(range.batch_flags, 0x0108);
let clip_vertex = |offset: usize| -> [f32; 4] {
let index = mesh.indices[range.first_index as usize + offset] as usize;
let [x, y, z] = mesh.vertices[index].position;
let point = [x, y, z, 1.0];
std::array::from_fn(|column| {
(0..4)
.map(|row| point[row] * camera.clip_from_world[row * 4 + column])
.sum()
})
};
let outside = clip_vertex(0);
let inside = clip_vertex(1);
assert!(outside[0] > outside[3]);
assert!(inside[0].abs() < inside[3]);
let distance = first_indexed_vertex_distance(&mesh, 33, transform.translation())
.expect("portal reference distance");
assert!((distance - f32::from_bits(0x42D5_7EE4)).abs() < 2.0e-5);
let alpha =
native_msh_diffuse_alpha_override(&mesh, 33, false, transform.translation(), 1.04)
.expect("portal alpha")
.expect("portal override");
assert!((alpha - f32::from_bits(0x3F05_190C)).abs() < 1.0e-6);
}
#[test]
@@ -16515,7 +16593,7 @@ mod tests {
let expected = dot3(expected, expected).sqrt();
let actual = first_indexed_vertex_distance(&mesh, range.range_index, camera)
.expect("native Op9 primitive distance key");
assert!((actual - expected).abs() < 1e-5);
assert!((actual - expected).abs() < expected * 0.000_3 + 1e-5);
}
for selector in [1, 2] {
+3 -2
View File
@@ -382,8 +382,9 @@ pub enum LegacyCullMode {
/// CPU diffuse alpha for a colourless MSH batch carrying flag `0x0008`.
///
/// `packet_distance` is the distance to the packet's first accepted vertex,
/// after its object transform. Flag `0x0010` takes precedence over `0x0040`.
/// `packet_distance` is the native distance to the input packet's first indexed
/// vertex after its object transform, even when that vertex is outside the
/// viewport. Flag `0x0010` takes precedence over `0x0040`.
/// Returns `None` for invalid distance or projection inputs. Callers must keep
/// the material alpha for batches with a type-16 colour stream or without `0x0008`.
#[must_use]
+4 -3
View File
@@ -50,9 +50,10 @@ MSH-запрос со свободной preview-камерой; это не п
стратегической и следящей камерами не подтверждено
([MSH](../reference/msh.md)).
Кривые alpha и метрика расстояния порталов реализованы для MSH без type 16
([описание кадра](../reference/render-frame.md#прозрачность-порталов-msh)). Native CPU clipping может выбрать другую первую вершину;
это приближение явно считается как `portal_fade_packet_selection_approx`.
Кривые alpha и опорная вершина порталов сверены для MSH без type 16
([описание кадра](../reference/render-frame.md#прозрачность-порталов-msh)). Native `RSQRTSS`
воспроизводится на x86-64; другие архитектуры и нулевая дистанция используют
явные `packet_distance_native_rsqrt_unsupported` / `packet_zero_distance_fallback`.
Данные type 16 ещё не декодированы и считаются в `msh_type16_colors_unsupported`;
в статических сценах 29 миссий GOG (1736 загрузок моделей) этот поток отсутствует.
+20 -10
View File
@@ -68,13 +68,24 @@ RVA `0x1B0F0`, заменяет diffuse alpha пакета без type 16 с bat
Скаляр камеры в шестом float getter `0x4F5F0` и поле CShade `+0xBB4`
проверены в работающем оригинале: оба содержат текущий горизонтальный FOV.
`legacy_msh_portal_alpha` хранит кривую в `fparkan-render`. Приложение пока
берёт первую индексированную вершину своего диапазона и обычный `sqrt`,
поэтому выбор вершины после native CPU clipping и точность `RSQRTSS` не
воспроизводятся. Счётчик `render_coverage portal_fade_packet_selection_approx`
показывает число таких диапазонов. Поток type 16 сохраняет прежний отдельный
путь и ещё не декодирован. Это ограничивает приёмку на частично отсечённых
порталах и не позволяет считать интерьер принятой эталонной сценой.
`legacy_msh_portal_alpha` хранит кривую в `fparkan-render`. Её опорная вершина
принадлежит входному пакету: выбирать вместо неё первую видимую точку нельзя.
В живом краевом ракурсе AutoDemo первая вершина окна находится за правой
границей viewport (`NDC x ≈ 1,048`), а следующая — внутри (`x ≈ 0,815`).
Оригинал всё равно использует первую: расстояние `106,74783` даёт alpha
`0,51991343`. Выбор следующей изменил бы alpha примерно на `0,026`.
Передача пакета renderer-у происходит после записи этой alpha.
Адаптер изолирует инструкцию `RSQRTSS`; на x86-64 расстояние и alpha этого
ракурса совпадают с оригиналом побитно. Обычный `sqrt` давал alpha
`0,5196797`: при упаковке прозрачности этого достаточно для отличия отдельных
пикселей. Прежнее предположение о выборе вершины после clipping и связанный
счётчик `portal_fade_packet_selection_approx` удалены. На других архитектурах
сохраняется переносимый корень с явным `packet_distance_native_rsqrt_unsupported`;
совпадение камеры с вершиной использует нулевую дистанцию и
`packet_zero_distance_fallback` вместо native `0 × infinity`.
Поток type 16 ещё не декодирован. Проверка краевого окна не закрывает остальные
внутренние ракурсы завода.
## Дистанционная кривая тумана
@@ -151,9 +162,8 @@ raw-флаге `Batch20` `0x0008` получает переопределени
материал; alpha `0` временно задаёт число индексов `0`, а при очистке
переопределения исходное число индексов восстанавливается.
Fade обновляется с камерой каждый кадр. Открыт выбор первой принятой вершины
после native CPU clipping: приложение пока берёт первую индексированную
вершину диапазона и считает это приближение в `render_coverage`.
Fade обновляется с камерой каждый кадр и сохраняет исходную опорную вершину
диапазона, в том числе когда часть окна выходит за границу экрана.
В превью с фиксированной камерой диапазоны туманности и звёзд, купола и облаков
явно помечаются как прозрачный фон. Непрозрачные диапазоны мира остаются на
+8 -4
View File
@@ -510,8 +510,11 @@ Material manager кэширует разобранный MAT0 и texture handles
Для MSH без потока цветов type 16 правило включает флаг batch `0x0008`.
В обычной ветви при горизонтальном FOV `1.3` поверхность прозрачна до расстояния
75 и непрозрачна после 95; между ними alpha растёт линейно. При другом FOV обе
границы умножаются на `1.3 / FOV`. Расстояние берётся до первой вершины первого
принятого треугольника, а не до центра здания.
границы умножаются на `1.3 / FOV`. Расстояние берётся до первой индексированной
вершины входного пакета, а не до центра здания. Эта точка может находиться за
экраном: видимая часть окна всё равно сохраняет её прозрачность. Если при повороте
камеры выбирать новую видимую точку, окно начнёт менять прозрачность без движения
игрока.
Флаг `0x0010` выбирает другую кривую: сравнивается квадратный корень уже
вычисленного расстояния, границы равны `2.6 / FOV` и `7.7999997 / FOV`.
@@ -521,8 +524,9 @@ Material manager кэширует разобранный MAT0 и texture handles
FParkan пересчитывает эту alpha при каждом обновлении камеры, после анимации
модели. Нулевое значение временно выключает диапазон индексов; при удалении
камеры диапазон восстанавливается. Подробности оригинального вычисления и
пока приближённого выбора вершины приведены в [описании кадра](../reference/render-frame.md#прозрачность-порталов-msh).
камеры диапазон восстанавливается. Расстояние использует тот же приближённый
обратный корень, что и оригинал: округление влияет на записанную alpha.
Подробности вычисления приведены в [описании кадра](../reference/render-frame.md#прозрачность-порталов-msh).
## Texm: текстуры, mip-уровни и атласы