开发工具-RenderDoc 图形调试与性能分析

正确查看 GPU 时间：
1. 打开 .rdc 捕获。
2. 菜单选择 Window → Performance Counter Viewer。
3. 点击 Capture Counters。
4. 勾选通用计数器 GPU Duration。
5. 点击 Sample Counters。
6. 点击 GPU Duration 列，按耗时从大到小排序。 GPU Duration 是事件前后 GPU timestamp 的差值，单位通常显示为 µs 或 ms。
快速定位目标 Draw 或 Dispatch：
1. 打开 .rdc 捕获。
2. 在 Event Browser 中按 Ctrl+F 打开查找栏。
3. 输入 Pass 标记名、API 调用名或准确的 EID。
4. 按 Enter 在匹配事件间跳转。
5. 选中目标事件，并观察 Texture Viewer 中的输出是否对应问题画面。 EID 按 API 调用顺序递增；先定位到正确事件，再分析管线状态，可以避免在无关 Draw 上浪费时间。
使用书签在关键事件间快速对比：
1. 在 Event Browser 中选中正常结果出现前的事件。
2. 按 Ctrl+B 添加书签。
3. 对出现异常后的事件重复添加书签。
4. 点击顶部书签，或使用 Ctrl+1 到 Ctrl+0 在书签间切换。
5. 对比两个事件的纹理、缓冲区和 Pipeline State。书签适合比较同一 Pass 的写入前后状态，也适合在“正常 Draw”和“异常 Draw”之间反复切换。
查看默认隐藏的状态设置调用：
1. 在 Event Browser 中选中可疑 Draw。
2. 调整事件过滤器，使状态设置类调用也显示出来。
3. 打开 Window → API Inspector。
4. 展开上一个 Action 到当前 Action 之间的 API 调用及参数。
5. 检查 Shader、资源、Viewport、Scissor 和 Pipeline/PSO 的绑定调用。 Event Browser 默认主要显示 Action；API Inspector 能补出 Draw 前发生的状态变化，常用于定位“谁把正确状态覆盖了”。
用 Pipeline State 查找未绑定或绑定错误的资源：
1. 在 Event Browser 中选中目标 Draw 或 Dispatch。
2. 打开 Window → Pipeline State。
3. 依次查看当前参与工作的各个管线阶段。
4. 打开 Show Unused Items 和 Show Empty Items。
5. 重点检查红色背景的空绑定，以及格式、Mip 或 Slice 被特殊解释的绑定。红色空绑定通常表示 Shader 可能读取了未绑定资源；蓝色或绿色背景通常表示资源 View 具有额外的格式或子资源参数。
导出 Pipeline State 比较正常帧与异常帧：
1. 选中一个结果正确的事件。
2. 在 Pipeline State 中点击导出按钮，保存为 HTML。
3. 选中结果错误的对应事件。
4. 再导出一份 Pipeline State HTML。
5. 对比两份文件中的 Shader、资源绑定、光栅化、深度模板和混合状态。 Pipeline State 导出比截图更完整，适合定位不同帧、不同平台或不同质量档之间的状态差异。
检查 Viewport 和 Scissor 是否裁掉了目标：
1. 选中没有正确显示的光栅化 Draw。
2. 在 Texture Viewer 中打开该 Draw 的颜色输出。
3. 在 Render Overlay 中选择 Viewport/Scissor。
4. 查看彩色覆盖区域是否包含目标应出现的位置。
5. 回到 Pipeline State 的光栅化阶段，核对 Viewport、Scissor 的偏移和尺寸。 Viewport 或 Scissor 的坐标、宽高为零或与 Render Target 尺寸不匹配，都会让几何体只显示一部分或完全消失。
检查背面剔除和顶点绕序：
1. 选中可疑 Draw，并在 Texture Viewer 中打开其输出目标。
2. 在 Render Overlay 中选择 Backface Cull。
3. 观察目标三角形是否主要被剔除。
4. 在 Pipeline State 中检查 Cull Mode、Front Face 或 Front CCW。
5. 在 Mesh Viewer 中确认模型顶点绕序和坐标系方向。模型镜像、负缩放或左右手坐标系转换常会反转绕序，使原本的正面被当作背面剔除。
定位深度或模板测试导致的不可见问题：
1. 选中目标 Draw，并打开当前颜色输出。
2. 在 Render Overlay 中先选择 Depth Test，再选择 Stencil Test。
3. 观察通过和失败区域。
4. 在 Pipeline State 中检查 Depth Enable、Depth Write、Compare Function、Stencil Reference 和 Mask。
5. 打开深度模板纹理，读取目标像素处的实际 Depth 和 Stencil 值。 Depth Test 覆盖中绿色表示至少有片元通过，红色表示该位置没有片元通过；它能快速区分“没有光栅化”和“被测试拒绝”。
检查混合状态和颜色写掩码：
1. 选中颜色异常或完全透明的 Draw。
2. 在 Pipeline State 的输出合并阶段找到对应 Render Target 槽位。
3. 检查 Blend Enable、源/目标因子、Blend Operation 和 Color Write Mask。
4. 在 Texture Viewer 中选择 Clear before Draw 以隔离当前 Draw 的贡献。
5. 使用 Pixel History 比较混合前值、Shader 输出值和最终值。即使 Pixel Shader 输出正确，错误的混合因子、Alpha 或写掩码仍可能让最终颜色保持不变。
用 Mesh Viewer 检查顶点输入和索引：
1. 选中目标 Draw。
2. 打开 Window → Mesh Viewer，并切换到 VS Input。
3. 检查 Index、Position、Normal、UV 等列是否符合预期。
4. 核对 Pipeline State 中的拓扑、Vertex Buffer 槽、Format、Stride 和 Offset。
5. 在 3D 预览中检查三角形是否破碎、拉伸或完全为空。大量重复顶点、跳变索引或错位属性通常说明 Index Buffer、Stride、Offset 或输入布局配置错误。
用 VS Output 判断顶点变换是否正确：
1. 在 Mesh Viewer 中从 VS Input 切换到 VS Output。
2. 点击 Reset，使视图回到投影后的默认观察位置。
3. 检查输出 Position 的 x、y、z、w 数值。
4. 查找 NaN、Inf、极大值、w 接近零或全部落在裁剪空间外的顶点。
5. 将异常行与 VS Input 中的同一顶点对照。 VS Input 正常而 VS Output 异常，通常把问题范围缩小到变换矩阵、常量、骨骼数据或 Vertex Shader 逻辑。
检查实例化绘制中的单个 Instance：
1. 选中 Instanced Draw。
2. 在 Mesh Viewer 顶部选择具体 Instance。
3. 逐个切换正常和异常的 Instance。
4. 检查 Instance-rate 属性、Instance Offset 和每实例变换数据。
5. 在 VS Output 预览中选择 all instances，观察整体分布。只有部分实例异常时，优先检查实例步进率、实例索引、矩阵数组边界和实例数据更新时机。
单步调试 Vertex Shader：
1. 选中目标 Draw 并打开 Mesh Viewer。
2. 在 VS Input 表格中选中一个异常顶点。
3. 右键选择 Debug Vertex。
4. 使用 F10 单步执行，并观察 Inputs、Constants、Locals、Registers 和 Outputs。
5. 在关键表达式上设置 Watch，找到数值首次偏离预期的位置。如果 Debug Vertex 不可用，应检查当前 API、Shader 特性以及捕获中是否包含可用的 Shader 调试信息。
精确读取纹理像素值：
1. 在 Texture Viewer 中打开目标纹理或 Render Target。
2. 先选择正确的 Mip、Array Slice、Cubemap Face 和 MSAA Sample。
3. 在目标位置单击鼠标右键选取像素。
4. 使用方向键逐像素微调位置。
5. 在底部状态栏读取坐标和各通道的精确数值。拾取到的原始数值不受当前通道开关或显示范围影响，因此比肉眼观察颜色更适合判断精度和编码问题。
用 Pixel History 找出最后一次错误写入：
1. 在 Texture Viewer 中打开目标输出并选取异常像素。
2. 点击 Pixel Context 下方的 History。
3. 查看从帧开始到当前事件之间所有修改该像素的事件。
4. 展开事件，检查多个 Fragment 的 Shader 输出、测试结果以及修改前后值。
5. 跳转到最后一个造成错误结果的事件。 Pixel History 中绿色通常表示片元通过全部测试，红色表示某项测试失败；它能回答“这个像素是谁写坏的”。
单步调试 Pixel Shader：
1. 在 Event Browser 中选中要分析的 Draw。
2. 在其输出目标上选取一个被该 Draw 覆盖的像素。
3. 点击 Pixel Context 下方的 Debug。
4. 若同一像素有多个 Fragment，先通过 Pixel History 选定具体 Fragment。
5. 使用 F10、Shift+F10 和 Ctrl+F10 单步、回退或运行到光标，并检查 Watch 和输出值。 Pixel Shader 调试适合定位纹理采样、法线重建、分支条件、颜色空间和 Alpha 计算中的数值错误。
单步调试 Compute Shader 线程：
1. 在 Event Browser 中选中目标 Dispatch。
2. 打开 Pipeline State 的 Compute Shader 阶段。
3. 输入要分析的 Group ID 和 Thread ID。
4. 点击 Debug，进入 Shader Debugger。
5. 检查常量、SRV、UAV、线程索引、组共享内存和最终写入地址。应先用输出资源确定异常元素的索引，再换算成 Group ID 和 Thread ID；调试能力取决于 API、Shader 指令和 RenderDoc 版本。
检查 Constant Buffer 中的实际变量值：
1. 选中目标 Draw 或 Dispatch。
2. 在 Pipeline State 的对应 Shader 阶段找到 Constant Buffer。
3. 点击 Go 图标打开变量视图。
4. 检查矩阵、向量、数组、布尔值和动态偏移。
5. 在相邻事件间切换，观察数据是否在预期时机更新。重点检查矩阵行列主序、结构体对齐、数组步长和过期数据；这些问题往往不会产生 API 错误，却会直接破坏 Shader 结果。
用 Buffer Viewer 解码 Structured Buffer 或 UAV：
1. 从 Pipeline State 或 Resource Inspector 打开目标 Buffer。
2. 设置正确的字节 Offset 和 Length。
3. 在格式栏中按 Shader 结构定义成员类型、数组和布局规则。
4. 检查关键行是否存在零值、越界样式数据、NaN 或异常索引。
5. 必要时将结果导出为 CSV，或导出原始字节做进一步比较。自定义 Buffer Format 能把不可读的十六进制数据还原为结构化字段；格式、Packing 和实际 GPU 内存布局必须保持一致。
用通道、范围和直方图显示隐藏的纹理信息：
1. 在 Texture Viewer 中打开目标纹理。
2. 右键 R、G、B 或 A 按钮，仅显示单个通道。
3. 调整 Black Point 和 White Point，或使用 Auto-fit。
4. 打开 Histogram 查看数值分布。
5. 根据资源含义切换 Gamma Display 和 Alpha Checkerboard。这套方法适合查看 HDR、法线、Mask、AO、粗糙度和 Alpha；“看起来全黑”经常只是有效值不在默认 [0, 1] 显示范围内。
逐个检查 Mip、Slice、Face 和 MSAA Sample：
1. 在 Texture Viewer 中打开多子资源纹理。
2. 依次切换每个 Mip Level。
3. 对数组纹理或 3D 纹理切换 Slice，对 Cubemap 切换 Face。
4. 对 MSAA 纹理分别查看单个 Sample 和 Resolve 结果。
5. 在问题坐标读取数值并比较各子资源差异。错误的 Subresource View、LOD 选择或 Resolve 过程，常表现为只有特定距离、眼睛、级联或 Sample 出现异常。
快速标记 NaN、Inf、负值和越界范围：
1. 打开可疑的浮点纹理或 Render Target。
2. 在 Render Overlay 中选择 NaN/Inf/-ve display。
3. 根据红色、绿色和蓝色高亮定位 NaN、Inf 和负值像素。
4. 再选择 Clipping，查看低于 Black Point 或高于 White Point 的区域。
5. 对高亮位置执行 Pixel History 或 Pixel Debug。该技巧适合追查除零、未初始化数据、非法开方、法线归一化失败以及 HDR 数值爆炸。
隔离当前 Draw 实际覆盖和写入的区域：
1. 选中目标光栅化 Draw，并打开其 Render Target。
2. 在 Render Overlay 中选择 Highlight Drawcall，确认屏幕覆盖范围。
3. 切换到 Wireframe Mesh，检查几何边界和三角形密度。
4. 切换到 Clear before Draw，去掉之前内容对当前结果的干扰。
5. 对比三种视图，判断问题属于几何、覆盖、混合还是颜色太接近背景。这些 Overlay 只对相关的光栅化 Draw 有意义；若 Overlay 为空，应先确认选中的事件和输出目标是否正确。
用 Quad Overdraw 查找像素着色浪费：
1. 选中要分析的 Draw 或 Render Pass 内事件。
2. 在 Texture Viewer 中打开颜色输出。
3. 在 Render Overlay 中选择 Quad Overdraw (Draw)。
4. 再选择 Quad Overdraw (Pass) 查看截至当前事件的累计结果。
5. 对高 Overdraw 区域检查透明层、粒子、UI、遮挡顺序和 Depth Prepass。 Quad Overdraw 以 2×2 像素 Quad 为单位统计执行压力，适合发现大量重复 Pixel Shader 执行和边缘辅助像素开销。
用 Triangle Size 判断微小三角形问题：
1. 选中目标 Draw 或 Pass 内事件。
2. 在 Render Overlay 中选择 Triangle Size (Draw)。
3. 再选择 Triangle Size (Pass) 查看累计分布。
4. 找出大量只覆盖少数像素的区域。
5. 回到 Mesh Viewer 检查 LOD、细分级别和远处模型密度。大量微小三角形会降低光栅化效率；应结合画质要求考虑 LOD、网格简化和 Tessellation 上限。
沿资源 Usage 追踪生产者和消费者：
1. 在 Texture Viewer 缩略图或 Pipeline State 中右键目标资源。
2. 打开 Resource Inspector。
3. 查看 Usage in Frame 中的 EID 范围和读写类型。
4. 跳转到最后一次写入、第一次异常读取和中间的 Copy/Resolve 事件。
5. 检查 Related Resources 和 Resource Initialisation Parameters。资源追踪适合定位错误的 Render Target、Ping-Pong 资源、View、别名资源，以及“读到了上一帧内容”的问题。
检查 Shader 接口、源码和反汇编：
1. 在 Pipeline State 中选中目标 Shader 阶段。
2. 点击 Shader 旁的 Go 图标打开 Shader Viewer。
3. 对照 Input Signature 和 Output Signature 的 Semantic、Location、类型和插值方式。
4. 查看原始源码与 DXBC、DXIL、SPIR-V 等反汇编。
5. 若有多个 Disassembly Target，选择可用的硬件 ISA 或其他表示继续分析。接口不匹配会导致属性丢失或通道错位；反汇编还能确认编译器是否消除了分支、使用了预期精度及生成了昂贵指令。
临时替换 Shader 验证问题范围：
1. 在 Pipeline State 中找到目标 Shader。
2. 点击 Shader 旁的 Edit 按钮。
3. 做最小诊断修改，例如输出固定颜色、绕过一个分支或屏蔽一次纹理采样。
4. 按 F5 或点击 Apply changes 编译并应用。
5. 观察画面变化；关闭编辑窗口即可恢复捕获中的原 Shader。替换会影响捕获中所有使用该 Shader 的事件，而不只影响当前 Draw，因此修改应保持单一变量，便于建立因果关系。
开启 API Validation 并从错误消息跳回事件：
1. 在 Capture Options 中勾选 Enable API validation。
2. 重新启动应用并捕获可复现问题的帧。
3. 打开 Window → Debug Messages。
4. 按 Severity 和 Category 检查错误、警告及性能提示。
5. 双击消息，跳转到触发该消息的 EID。 API Validation 能发现非法资源状态、描述符错误和同步问题，但会增加运行开销，性能测量时应另取关闭 Validation 的捕获进行复核。