3DGS 渲染机制与显存管理

说明数据以何种方式进入显存参与渲染，以及显存的分配规则与容量上限。画面参数的调节参考画面调节，加载操作参考快速入门。

术语约定：数据被切分后的最小加载与渲染单位称为节点（Node）；每个节点的精度由 Level 标识，Level 0 精度最高，Level 越大精度越低。该定义与性能优化参数说明一致。

分块渲染与全量渲染

数据加载后有两种渲染方式：按需加载可见节点（分块渲染），或一次性加载整份数据（全量渲染）。默认行为按管线区分：

分块渲染

数据被切分为空间节点，每个节点包含多个 Level。每帧的处理流程如下：

遍历（按相机位置与朝向筛选可见节点，为每个节点选定 Level）
      │
      ▼
加载（将选中节点的数据读入内存）
      │
      ▼
上传（将数据提交至显存）
      │
      ▼
渲染

近处节点使用低 Level，远处节点使用高 Level，不可见节点不加载。离开视野的节点不会立即释放，而是保留在缓存中以便再次进入视野时直接复用；仅在显存不足时，才依据最后渲染时间等条件淘汰最久未使用的节点。显存占用主要取决于当前可见范围，因此可支撑大规模场景。

两条管线的绘制提交方式不同：

分块渲染的固有代价：

• 相邻节点可能被分配到不同 Level，交界处的疏密与清晰度存在差异，可观察到节点边界
• 相机移动过程中 Level 持续切换，可能出现细节跳变

全量渲染

跳过按相机筛选节点的过程，将整份数据一次性加载并常驻显存，相机移动时不再重新遍历与选定 Level。

优势：

• 全场景使用统一 Level，不存在节点间的 Level 差异，无可见的节点边界
• 数据常驻显存，相机移动时无加载、释放与细节跳变
• 省去每帧的遍历与上传开销，帧率更稳定

代价是数据全部常驻显存，占用随场景规模线性增长，因此仅适用于小规模场景。

全量渲染的判定条件

是否启用全量渲染在加载时确定，取决于 Use Full Load 开关与 Level 0 的 splat 数量：

Load(数据文件)
      │
      ▼
读取 Level 0 splat 数量
      │
      ▼
Use Full Load 开启？ ── 否 ──▶ 分块渲染
      │ 是
      ▼
splat 数 ≤ Full Load Splat Number？ ── 否 ──▶ 分块渲染
      │ 是
      ▼
   全量渲染

两个属性均位于 Actor 的 Details 面板 Performance 分类下：

默认值按 Actor 类型区分：

LCC2 手动开启全量渲染的场景

LCC2 管线默认关闭全量渲染，以下场景可手动开启：

• 场景规模有限、显存充足，需要画质与帧率同时稳定
• 相机快速移动或频繁传送，节点加载无法跟上，出现空洞或细节跳变
• 产品级展示、录屏、序列渲染等不接受加载过程中画面变化的场合
• 节点交界处的疏密差异仍然可见

开启后若显存吃紧或帧率下降，表明场景已超出全量渲染的适用范围，应改回分块渲染。

注：全量渲染仍受最大渲染距离限制，相机与数据的距离超出该值时不显示。

显存预算与容量上限

LCC2 管线将常驻的 splat 数据汇总至统一 Buffer 渲染，因此单个模型可加载的数据量取决于这些 Buffer 的容量上限。

Buffer 结构与单 splat 占用

数据分两份 Buffer 存放：

单个 Buffer 的硬上限

Unreal 的 Buffer 大小以 32 位整数记录，理论上限 4 GB。插件实际取 4095 MB（比 4 GB 少 1 MB），保留的余量用于保证上传时的字节计算不越界。该上限对每份 Buffer 单独生效，无法通过设置突破。

显存预算设置

单个模型可用的显存由 ProjectSettings > Plugins > LCC4Unreal 中的 LCC2 GPU Memory Budget (MB) 控制：

该预算为两份 Buffer 的总额，而非单份上限。因此带球谐的数据按每 splat 88 字节（40 + 48）计入预算，不带球谐的按 40 字节计入。

排序 Buffer 的额外开销

3DGS 渲染前需按 splat 到相机的距离排序，排序结果与视角相关，因此每个视角需单独一组排序 Buffer。该部分不计入上述预算，每个视角的每个常驻 splat 额外占用 16 字节（排序键与索引各两份，用于排序过程中的交替读写）。

以 2048 MB 预算、带球谐的数据为例，可常驻约 2440 万 splat，单视角的排序 Buffer 约 372 MB。

立体渲染的左右眼、分屏的每个玩家、SceneCapture 各计为一个视角。视角数增加时排序 Buffer 随之增长，且视角减少后不会回落，因此规划显存时需按出现过的最大视角数预留。

单文件格式的加载上限

单文件格式指 .ply / .spz / .sog，即整份数据保存在一个文件中、且不包含节点划分与 Level 信息的格式。这类数据无法拆分加载，插件只能将其作为单一节点一次性解码并全部常驻显存，因此存在明确的 splat 数上限。.lcc 与 .lcc2 在导出时已完成节点划分，不属于单文件格式。

上限的计算方式

加载前插件会计算上限并对超限数据进行拦截：

上限取以下三个条件中的最小值，显存预算仅为其中之一：

因此预算超过 4096 MB 后数值不再增长：不带球谐时受限于单 Buffer 上限，带球谐时受限于球谐数组容量。此外，显卡实际可用显存会进一步压低可加载量。

注：已知问题。预算设置项允许填至 8192 MB，但单文件格式的可加载量在 4096 MB 时已达上限，继续调高不产生效果且不会给出提示。预算已为 4096 MB 仍超限时，应转换为 .lcc2 或改用不带球谐的数据。该限制将在后续版本改善。

超出上限时的处理

单文件数据超限时加载会被拒绝，Output Log 中会输出实际 splat 数、当前上限，以及预算调至最大时可支持的 splat 数。处理办法按推荐顺序：

1. 转换为 .lcc2，由插件按需加载而非一次性常驻。
2. 将 LCC2 GPU Memory Budget 调至 4096 MB，重启后重试。仅在当前瓶颈为预算时有效，调至 8192 MB 对单文件格式无效。
3. 改用不带球谐的数据，每 splat 计入预算的字节数由 88 降至 40。

改用 .sog 或 .spz 无助于突破上限：这类格式的压缩仅作用于磁盘文件，解码后每个 splat 在显存中的占用完全相同。

LCC2 格式不受此上限约束

.lcc2 将数据切分为多个节点，每个节点单独解码与上传，任何单个节点均远低于上述上限，因此数据总量没有硬性上限，可显著超出显存预算。受约束的是运行期的两个量：

单帧渲染量同时受 Actor 的 Max Splat Num 限制，两者取较小值。

显存管理与调优

显存不足时的自动释放

运行期插件持续监控显卡的实际显存占用。占用超过 ProjectSettings 中 Max GPU Usage Percentage For Release 设定的比例时，会按最后渲染时间、访问频率、数据大小与 Level 综合排序，优先释放最久未使用的节点。高 Level 节点受到保护，以避免快速转动视角时出现大面积空洞。

相关设置：

显存预算不足的判断与调整

预算偏小时数据不会加载失败，而是表现为反复换入换出。常见现象：

• 相机移动或转动时画面出现空洞，停止后逐渐补全
• 视角来回摆动时，同一区域反复变清晰再变模糊
• 局部区域始终偏模糊，靠近后仍不变清晰
• 帧率随视野内容量波动，视野开阔时明显下降
• 场景静止时表现正常，移动时出现卡顿

其中局部偏模糊容易被误判为数据本身质量不足。低 Level 数据来不及加载时，插件会先以显存中已有的高 Level 数据填充，保证画面不空缺，待低 Level 数据就绪后替换。显存不足导致低 Level 数据反复被淘汰时，该区域会持续停留在高 Level。判断依据是靠近后是否变清晰：正常情况下停留一至两秒即可补全，始终不变则说明低 Level 数据无法进入显存。

确认方法：查看 Output Log 中加载时输出的模型预计占用（predicted cost），与当前预算对比。若单个模型的预计占用接近或超过预算，说明常驻空间不足。也可通过 stat LCC 观察释放次数，数值持续增长表明正在频繁淘汰。

调高预算的前提是显卡有余量。预算仅为插件申请的上限，超出显卡实际可用显存后，驱动会将数据交换至系统内存，帧率下降比换入换出更严重。调整时按以下顺序判断：

1. 确认显卡可用显存。预算加上排序 Buffer 的开销后，应为引擎自身与其他资源保留余量。
2. 逐级调高预算（2048 → 4096 → 8192），每次重启后观察空洞与帧率是否改善。
3. 改善不明显时说明瓶颈不在预算，转为降低数据量：调低 Max Splat Num、启用 Max Distance 限制，或改用不带球谐的数据。

注：预算按每个模型独立计算。场景中放置多个 LCC Actor 时，显存占用随模型数量累加，需相应下调单个模型的预算。