Building a Simple Engine -- Advanced Topics -- Mipmaps & LOD

多级渐远纹理(Mipmaps)与细节层次(LOD)

多级渐远纹理(Mipmaps)通过采样纹理的预过滤版本,有效减少走样(aliasing)问题并降低显存带宽占用。细节层次(LOD)的核心本质就是:「当前应使用哪一级 mip 纹理?」。

在本示例中,核心设计思路是:在资源流式加载过程中,保证纹理采样效果稳定、视觉表现良好,同时避免将纹理管理模块过度复杂化。

核心实现方案

  1. 优先使用带多级渐远纹理的贴图(KTX2 格式转码时可包含预生成的 mip 层级)。
  2. 对于原始 RGBA 格式的贴图上传,限制自动生成的 mip 层级数量,避免显存占用突然激增。
  3. 通过 UI 滑动条控制采样器各向异性(anisotropy)开关,可快速直观地观察效果与性能的取舍关系。

代码对应位置

采样器创建与各向异性滑动条

renderer_resources.cpp(采样器创建相关工具函数)renderer_rendering.cpp 中的 ImGui 面板

贴图上传流程(暂存区 → 设备图像,随后转换为 SHADER_READ_ONLY_OPTIMAL 布局)

renderer_resources.cppresource_manager.cpp/scene_loading.cpp(更高层级的流式加载 / 控制逻辑)

开发优化技巧

  1. 大型场景建议优先使用带 mip 层级的压缩纹理格式(BC/ASTC/ETC)。
  2. 将最大各向异性值限制为目标设备支持的范围,避免无效设置。

未来拓展方向

若希望进一步完善纹理 LOD 管理,可参考以下方向:

  1. 新增基于材质的「mip 偏移(mip bias)」控制功能(对风格化视觉效果调试、解决纹理闪烁问题非常有效)。
  2. 实现基于 mip 层级的纹理流式加载(先加载低层级 mip 纹理,再逐步细化到高层级)。
  3. 新增轻量级「纹理驻留状态(texture residency)」叠加层(按 mip 可用性统计纹理数量)。
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