UE4-HISM剔除更新DFShadow

修改基于UE4.27，实际代码因为UE5重构了，还没写UE5版本。

记录一下DFShadow随Cluster裁剪更新的修改过程。
本文仅说明原 UE4.27 修改路径；UE5 的具体行为需按目标分支重新验证。

1. 遇到的问题：

在原 UE4.27 场景中观察到：植被实例距离裁剪后，其距离场阴影仍保留。这里不据此推断 UE5 当前版本是否相同。

造成的原因是UE的DistanceFieldBuffer是基于SceneInfo级别的，一种植被对应一 个FoliageInstanceStaticMeshComponent，一个SceneInfo。因为是静态物体，UE只会在初始化或者被标记修改了之后才会去更新Buffer，而标记更新并不会在运行时进行，编辑器下刷植被删植被会标记更新。运行时植被的Instance被裁剪剔除，并不会标记修改，也就不会更新Buffer。

2. 修改后效果

原笔记配图：旧 HISM 场景中的植被与距离场阴影，用来观察裁剪后的阴影更新行为。

3. 默认的更新逻辑：

DeferredRenderer.Render()

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-InitViews--->计算可见性的GatherDynamicMeshElements里

---FHierarchicalStaticMeshSceneProxy::GetDynamicMeshElements   //HISM SceneProxy收集MeshBatch

---Traverse() //做基于ClusterTree的视锥剔除

---FillDynamicMeshElements() //填充MeshBatch

PrepareDistanceFieldScene

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-UpdateGlobalDistanceFieldObjectBuffers //更新DF ObjectBuffer

---ProcessPrimitiveUpdate //Add的

---ProcessPrimitiveUpdate //Update的

---UpdateGlobalHeightFieldObjectBuffers //高度场相关Buffer

---UpdateGlobalDistanceFieldVolume //合成GlobalDistanceField

RenderLight

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-RenderShadowProjection

-RenderRayTracedDistanceFieldProjection

---CullDistanceFieldObjectsForLight

---CullObjectsForShadowCS（DispatchComputeShader）

---RayTracedShadows //DFShadow计算

主要方法：

1. FHierarchicalStaticMeshSceneProxy::GetDynamicMeshElements

根据植被设置的CullDistance，生成一个视锥六面体剔除掉不显示的Instance。

ClusterNode的结构：

一个例子：81个实例的Cluster树的结构，剔除的时候从上往下，如果上面节点被剔除，下面叶子就可以跳过。
如果使用地形笔刷添加删除植被，ClusterTree就会重建。

2. UpdateGlobalDistanceFieldObjectBuffers

ProcessPrimitiveUpdate() 只在Add和标记修改时触发更新Buffer

上传DistanceFieldObjectBuffer的数据，这个数据数对应Instance的实例数。

DistanceFieldObjectBuffers是被当作ComputeShader的RWBuffer使用，有两个结构体。一个是ObjectBoundingSphere包围球(一个float4坐标+半径)，另一个是ObjectData(很多组float，两个矩阵和一些其他数据)。

RWBuffer是没有分成两个结构体，是一个连续的float4数组，通过内存Offset来控制写入。

默认情况呢，就是按照物体级别进行上传，一个物体18个float4，使用ComputeShader TUploadObjectsToBufferCS上传数据。

3. CullObjectsForShadowCS

这个ComputeShader根据上面ObjectBuffers的包围球以及灯光属性的DFShadow距离做剔除。

把需要绘制DFShadow的Object数据再Copy到另一个RWBuffer CulledObjectData里。

修改思路：

1.标记更新（当HISM的剔除结果发生变化）

2.同步剔除数据（Cluster剔除结果存到 Scene->DistanceFieldData）

3.Buffer扩展一个float4，加一个剔除数据(只用到R，GBA后面功能用到)，上传ObjectBufferData（扩展一个Float4）

原分支的对象数据载荷为 18 个 float4；本方案额外扩展一个后为 19 个。为避免仅修改剔除标记也重新上传整个扩展记录，增加专门 ComputeShader 更新该字段。尺寸与偏移必须同步核对所有读写端。

4.剔除阴影绘制的Object（多加一条剔除结果的判断）

5.优化更新的地方：
基于上一帧剔除结果的变化做更新
处理编辑器ClusterTree重建的情况

参考链接：

UHierarchicalInstancedStaticMeshComponent解析
https://blog.csdn.net/qq_29523119/article/details/123932029

UDN社区
https://udn.unrealengine.com/s/question/0D54z00007bzqHWCAY/foliage%E3%81%AB%E8%B7%9D%E9%9B%A2%E6%B6%88%E3%81%97%E3%82%92%E5%85%A5%E3%82%8C%E3%81%9F%E5%A0%B4%E5%90%88distance-field-shadows%E3%81%8C%E6%AE%8B%E3%82%8B%E3%81%AE%E3%82%92%E5%9B%9E%E9%81%BF%E3%81%97%E3%81%9F%E3%81%84

可见性集合的边界

主相机看不见的实例，仍可能向可见接收面投影，也可能被其他相机、反射或 GI 使用。同步距离裁剪语义与直接复用主视图视锥可见集合，是两种不同操作。

应明确标志是实例级、组件级还是视图级，处理 ClusterTree 重建、实例重排、Buffer 扩容和上一帧数据。只在主相机截图中阴影消失，还不足以证明多视图正确。

总结

这份修改让原分支的距离场阴影响应规定的实例裁剪状态。复用时保留源码版本、数据布局与视图范围，不把它当作所有 UE 版本通用补丁。