# 渲染管线改造：单解码线程 + 单渲染线程 + 队列流水线 + GPU 零拷贝 > 面向实现者的任务书（2026-09-11）。本文只描述方案与工作项，不含已执行的代码修改。 > > 用户要求（原文要点）： > 1. 解码一个单独的线程执行——线程，不是进程 > 2. 渲染一个单独的线程执行——同样线程 > 3. 主进程负责显示上屏 > 4. OpenFX 隔离在单独的进程，只有一个进程，崩了重新拉起来 > 5. 使用队列提交渲染任务 > 6. 流水线式作业：解码完成立刻进渲染队列，渲染完成进上屏队列 > 7. GPU 内存零拷贝——内置效果全是 GPU 效果，除非遇见 CPU OpenFX 特效，不回读； > 哪怕为此要写平台特定代码（分支实现 CUDA/Vulkan/OpenGL/DirectX 通用） > 8. 参考原版 Olive（github.com/olive-editor/olive）的渲染管线 > 9. 参考原版 Olive 重写 resolve：match + Job 枚举（crates/oak-node/src/jobs.rs） > 单次循环完成，而不是四次扫描 > > 补充硬性要求（2026-09-11，用户追加）： > **解码必须尽可能 GPU，并与渲染共用同一片 GPU 内存——解码这一步也是零拷贝； > CPU 解码后上传只作为 fallback。解码实现优先 FFmpeg（硬解），次选手写 GPU > 解码代码。** 本文 §2.7/§3.1/§3.4/§3.6/§4/§6 均按此修订。 > > 补充硬性要求二（2026-09-11，用户追加）： > **Job 图做成货真价实的图存储结构**（不是线性表，也不是二维数组），允许非 > 全连通；每个项目图固定一对**虚拟输入节点 / 虚拟输出节点**（默认相连、不可 > 删除、要在节点编辑器里显示出来）；resolve 从输入节点开始**广度优先搜索**， > 逐个 match 处理 Job，直到全部分支汇聚于输出节点。见 §3.8。 > > 配套调研：上游 Olive 已浅克隆到 `.cache/olive-upstream`（gitignore 内），本文 > 引用其文件时写作 `upstream/app/...`。 ## 1. 背景：为什么改 当前渲染在**多进程**里跑（M15 进程隔离战役引入）：主进程经 NDJSON+shm 向 N 个 `oak-worker` 子进程派发 ticket，每个子进程单线程同步渲染。这个模型的前提（GPU 工作可以靠多进程并行、进程隔离保护一切）对**内置效果全 GPU 化之后的 Oak 不再 成立**： - **GPU 是单队列**。wgpu 设备只有一个提交队列，N 个进程各自建 GPU 上下文并不能 并行 GPU 工作，反而为每帧付出 GPU→CPU 回读 + shm 搬运 + 上屏前 CPU→GPU 重传 的三次额外拷贝。 - **每个 worker 重复持有**解码器会话、OCIO 处理器缓存、着色器缓存与 GPU 上下文， 内存与启动成本都按进程数翻倍。 - 进程间只能传 CPU 像素（shm 槽），GPU 纹理无法跨进程直接流动（除非上平台句柄 外联，成本高于收益）。 线程模型则完全够用：崩溃隔离只需要覆盖**真正会崩的东西——第三方 OpenFX 插件**， 而插件恰好本就是 CPU 边界（绝大多数 OFX 插件读写 CPU 图像），天然适合单独进程。 内置 GPU 效果不会崩出进程外（wgpu 的错误模型是校验+设备丢失，不是段错误）， 不需要进程隔离。 ## 2. 现状（关键事实，均带坐标） ### 2.1 进程池渲染后端 - `crates/oak-render/src/procpool.rs:1-40`：TicketArena → ProcessDispatcher → N 个 WorkerHandle，stdio NDJSON 控制面 + shm FrameSlotPool 数据面；worker 崩溃 后已认领帧重新入队并重生进程（有界重启）。 - `../../../../crates/oak-worker/src/worker.rs`：子进程是单线程 NDJSON 循环， `handle_render_batch_stream` 在循环线程上同步渲染整批 ticket——worker 内部 **没有**任何渲染线程，并行只来自进程池。 - `../../../../crates/oak-render/src/scheduler.rs`：预览帧调度（交错分片认领）；自动缓存由 `autocacher.rs` 驱动。 ### 2.2 帧传输是 CPU/shm，显示前再上传 GPU - `crates/oak-app/src/oakui/renderops.rs:550-555`：`RenderedFrame` 只有 `CpuF32 { .. }` 与 `Shm(ShmFrameRef)` 两种——无论渲染在不在 GPU 上完成， 到上屏路径的都是 CPU 像素，显示时再经 staging 上传（M15 S2 已确认播放路径 主堆拷贝为 0，但 GPU↔CPU 的两次搬运仍在）。 - `crates/oak-core/src/texture.rs:183-202`：`Texture` 已有 `Gpu { token, backend, ctx, .. }` / `Cpu(Frame)` 双变体，GPU 纹理自持 `Arc`—— **零拷贝改造的数据类型基础已经存在**，缺的是"全链路不把 GPU 纹理下载回来" 的管线。 ### 2.3 解码在 worker 内随叫随做，硬解帧全部回读 CPU，无流水线 - `crates/oak-render/src/eval.rs:988-990`：解码器会话本就进程级共享 （按 (filename, stream) 键控、内部互斥），但解码动作发生在每个 worker 的 ticket 处理里：一帧的"解码→渲染→回读"是串行的，帧与帧之间没有重叠。 - `render_footage_frame`（eval.rs，FootageJob 的落点）同步解码一帧并缩放到 目标尺寸。 - **硬件解码已经存在，但硬件帧全部下载回 CPU**（详见 §2.7）——GPU 解码 这块砖已经有了，缺的是"不把砖搬回 CPU"的下半截。 ### 2.4 resolve 四次扫描表 - `crates/oak-render/src/eval.rs:919-930`：`RenderEvalHooks::resolve` 依次调用 `resolve_plugin_jobs` → `resolve_footage_jobs` → `resolve_shader_jobs` → `resolve_color_transform_jobs`（eval.rs:406/480/520/561）。每个函数各自 `for (_, value, _) in table.rows_mut()` 全表扫描，逐行用 `handle::get_checked::` 探测载荷类型——一张表被遍历 4 遍，每行最多被 错误类型探测 3 次。 - `crates/oak-node/src/jobs.rs:35-40`：`Job` 枚举已存在（Footage/Shader/Plugin/ ColorTransform），但**节点并没有把 Job 枚举塞进表里**——表里塞的是裸载荷 box，靠 resolve 端逐类型猜测。注释自述"the graph-shaped job model lands in v0.6"（jobs.rs:31-33）。 - `CacheJob` 缺失：`process_video_cache_job`（eval.rs:391-399）直接返回 "deferred" 错误，磁盘帧缓存加载没有 Job 表达。 ### 2.5 OpenFX 在每个 worker 进程里渲染 - `crates/oak-worker/src/worker.rs:100-129`：OFX 渲染发生在 worker 进程内 （注释自述"crash isolation"），进度经 `plugin_progress` NDJSON 事件回报， 取消经主进程广播 `plugin_cancel`。N 个 worker = N 份插件实例宿主，插件崩溃 杀掉的是某一个 worker（procpool 重生），语义正确但宿主数量与位置都不是 设计出来的，是进程池的副产品。 - 插件失败时回退紫帧（eval.rs:386 `purple_frame`）的约定已存在。 ### 2.6 原版 Olive 的参考点（upstream/app/...） - `render/rendermanager.h:38-63`：`RenderThread`（QThread）内部一个 `std::list queue_` + `QWaitCondition`；RenderManager 持有 **一个** video 线程、**一个** audio 线程、波形线程池、一个 dry-run 线程 （rendermanager.cpp:123-150 按类型派发）。 - `render/renderprocessor.cpp:137` `Run()`：一个 ticket 的处理全流程 （取参数 → GenerateTexture → 隔行处理 → 按需 GenerateFrame/写缓存 → Finish）。 - `node/traverser.cpp:351` `ResolveJobs`：**单函数 job 分发**——先递归 resolve 子 job（job 的参数里嵌的 job），再按类型（CacheJob/ ColorTransformJob/ShaderJob/GenerateJob/FootageJob）调对应 Process*， 结果写回 value。这就是用户要求的"match + Job 枚举、单次循环"的范式。 - `render/job/*.h`：AcceleratedJob 基类 + 各 Job 的字段集（与我们 jobs.rs 的载荷一一对应，可对照补全）。 ### 2.7 硬解已接通但逐帧下载（解码零拷贝的现状缺口） - `crates/oak-codec/src/hwdecode.rs:17-42`：FFmpeg 8 的 hwaccel 模型已落地 ——建平台硬件设备上下文（`av_hwdevice_ctx_create`）挂到软解码器上， VideoToolbox（macOS）/ CUDA(NVDEC)→VAAPI（Linux）/ D3D11VA→CUDA （Windows）按候选顺序尝试，软解兜底；`OAK_HWACCEL=0` 与配置项 `HardwareDecoding` 双开关；`HW_TRANSFERS` 计数器证明 hwaccel 真生效。 - **但每帧硬件表面都用 `av_hwframe_transfer_data` 下载到系统内存**再走 swscale（hwdecode.rs:41-42 自述）——这就是"解码零拷贝"要消灭的那次 下载。项目 FFmpeg 构建已带齐平台硬解 （`--enable-nvdec/vaapi/vdpau/d3d11va/dxva2/videotoolbox`， tooling/ffmpeg/build-ffmpeg.sh）。 - 上游 Olive **没有硬解**（`.cache/olive-upstream/app/codec/decoder.cpp` 全文无 hw_device/hwaccel 引用，纯软解+上传）——本计划的 GPU 解码超出 Olive 的范围，参考对象改为 FFmpeg hwaccel API 与本仓库 hwdecode.rs 已有 的设备模型；FFmpeg 覆盖不到的路径才手写 GPU 解码（Vulkan Video / 直接 NVDEC 绑定，见 §3.6）。 ## 3. 目标架构 ```text ┌──────────────────────────── 主进程 ────────────────────────────┐ │ │ │ UI 线程（gpui） 调度层（manager/scheduler/autocacher） │ │ │ 消费上屏队列 │ 把播放/导出/缓存请求编成 ticket │ │ │ │ 投到 decode/render 队列 │ │ ▼ ▼ │ │ 上屏队列 ◄── present ── 渲染线程（唯一） ── render 队列 ◄──┐ │ │ （GPU 纹理） │ 持有唯一 GpuContext │ │ │ │ 图求值 + 全部 GPU pass │ │ │ ▼ │ │ │ decode 队列 ◄── 解码线程（唯一）─────────┘ │ │ │ 持有全部解码器会话+硬解设备 │ │ │ 硬解→GPU 导入(零拷贝,§3.6) │ │ │ 软解→staging 上传(仅 fallback) │ │ │ │ ┌─── 仅当链上出现 CPU OpenFX 特效时 ───┐ │ │ ▼ │ │ │ OFX 主机进程（唯一，oak-ofx-host） │ │ │ NDJSON 控制面 + shm/（后续）GPU 句柄数据面 │ │ │ 崩溃→有界重生+在途 job 重投 │ │ └────────────────────────────────────────────────┘ ``` ### 3.1 三个执行角色 1. **解码线程（唯一）**：独占全部解码器会话（eval.rs:988 的进程级会话表 顺理成章地归它所有——会话本就互斥，集中后连互斥都可以去掉）。从 decode 队列取 FootageJob 解码，**产出直接落在 GPU 上、与渲染共用同一 片 GPU 内存**：硬解帧（NV12/P010 等 YUV 表面）经平台互操作原样导入为 GPU 纹理（§3.6，零拷贝），**不执行** `av_hwframe_transfer_data`； CPU 解码 + staging 上传只作为硬解不可用时的 fallback（沿用 `OAK_HWACCEL` / `HardwareDecoding` 开关，hwdecode.rs:56/102）。 硬解表面到工作色彩空间 RGBA 的转换不再走 CPU swscale，而是渲染线程 上的一个内置 "YUV→RGB" GPU pass（色度上采样 + 色彩矩阵着色器， 与 §3.5 的全 GPU 中间纹理一致）。连续播放时由调度层预取（§3.4）。 2. **渲染线程（唯一）**：独占进程唯一 `GpuContext`（`GpuContext::shared()` 之外的第二条获取路径收编到这里；texture.rs:178-181 的 Arc 自持模型 不变）。从 render 队列取"图快照 + 时刻"作业，跑图求值与全部 GPU pass，产出 `Texture::Gpu` 投到上屏队列。 3. **主进程（上屏）**：UI 线程从上屏队列取 GPU 纹理直接显示（§3.5 的上屏 互操作）。导出/磁盘缓存等 CPU 消费者在队列出口处显式回读——回读只 发生在这些边界。 ### 3.2 OpenFX 隔离进程（唯一） - 新建 `oak-ofx-host` 可执行（或 oak-worker 的 `--ofx-host` 模式）：进程内 加载全部 OFX 插件实例，渲染线程经 IPC 把 PluginJob 发给它，输入纹理 回读成 CPU 帧经 shm 传入，输出经 shm 传回后再上传 GPU。**这是全链路唯一 的计划内回读点**（仅当链上真有 CPU OFX 插件）。 - 崩溃处理复用 procpool 已验证的机制（procpool.rs:1-40：EOF/非零退出→ 在途帧重新入队、进程重生、有界重启），但池大小恒为 1；重复失败回退 紫帧（沿用 eval.rs:386 约定）。 - `plugin_progress` / `plugin_cancel` 协议（worker.rs:100-129）原样搬运。 - GPU 型 OFX 插件（OpenGL/CUDA 上下文的）本期不支持直通，按 CPU 插件处理 （文档明示；真有需要时按 §3.6 的平台分支再开 GPU 句柄通道）。 > **M3 落地回填（2026-09-12）**： > > - 采用 **`oak-worker --ofx-host` 模式**（新增 `oak-worker/src/ofx_host.rs`）， > 不新增可执行目标，省掉打包/路径解析的分支。宿主启动即 > `install_render_executor` + `Host::cache.scan()`，按**插件标识符** > （`shared_plugin_instance`，跨进程稳定）解析宿主本地实例。 > - 客户端在 `oak-render/src/ofxhost.rs`：`RenderManager` 在 **Pipeline > 后端**创建并安装进程级客户端（首个个 PluginJob 才 spawn，空闲不占进程）， > `eval::process_plugin_job` 优先走它，失败/缺席再回退进程内 executor（进程池 > 后端在 M4 之前仍按现状在每个 worker 内渲染，见 §5 回退策略）。 > 数据面为输入/输出两个 `FrameSlotPool`（handshake 的 `input_*` 字段首次启用）： > 命名 clip + src 各写一个输入槽，插件输出写输出槽；槽容量/数量按 job 需求 > 自动扩容（重启一次宿主，无在途任务时安全）。 > - 崩溃：reader 线程 EOF 即判死，`submit` 在同一调用内**重生宿主并重投同一 > job**（输入帧只回读一次，重投不重复回读）；连续 > `HOST_MAX_FAILURES=3` 次崩溃后熔断，`process_plugin_job` 落紫帧 > （`plugin_job_host_failure_yields_purple_frame` 直接断言）。 > - 进度/取消：宿主 reporter 即时 flush `plugin_progress`（不再是 worker 的 > 批末缓冲，进度条可实时更新）；宿主用独立 stdin 线程，`plugin_cancel` > 在该线程内直接置黏性 flag（渲染中也能生效），下次 `progressStart` 复位； > `request_plugin_cancel_all` 同时广播给 worker 池与宿主。取消的生效粒度 > 取决于插件是否回调 progressUpdate（与现状契约一致）。 > - 验收测试（`oak-worker/tests/ofx_host.rs`，真实宿主 + 内置测试插件）： > 渲染与进度转发；`--ofx-crash-once` 崩溃后重投成功；`--ofx-crash-always` > 连续三次崩溃后熔断（紫帧由 eval 单测覆盖）；慢速测试插件 > （`org.oak.test-plugin.slow`，progressUpdate x20ms）上取消在途渲染； > 并发 submit 由客户端互斥串行化。 ### 3.3 队列与 ticket - 对上层（oak-app/oak-cli）**ticket API 不变**：RenderManager 仍是唯一入口， 完成仍走 exactly-once 的 TicketPayload。 - 对内，ticket 变成队列项：三条 SPSC/MPSC 环（decode/render/present）， 复用 `../../../../crates/oak-render/src/ipc.rs` 已有的无锁环实现；取消仍走 `cancelatom`（Olive 的 CancelAtom 对应物）。 - 优先级：交互（seek/单帧刷新）> 播放预取 > 导出 > 自动缓存。调度层 （scheduler.rs）从"分片给 N 个进程"改为"按优先级与依赖关系投队列"。 ### 3.4 流水线作业 - 调度层维护播放方向的预取窗口（autocacher 已有近似逻辑）：帧 N 在渲染 线程上跑时，帧 N+1..N+k 的 FootageJob 已在解码线程上解码。 - 依赖表达：FootageJob 先进 decode 队列；渲染线程遇到"输入纹理是未决 FootageJob"时不是同步解码，而是把该渲染作业挂起到依赖完成（依赖计数 到位后自动入 render 队列）——Olive 是同步解码（renderprocessor.cpp:325 ProcessVideoFootage 在渲染线程内解码），我们按用户要求做真流水线。 - **硬解帧的流水走向**：解码线程产出的硬件表面（YUV）以平台句柄形态 （DMA-BUF fd / D3D11 纹理 / CVPixelBuffer / CUDA 数组）经 §3.6 的互操作 导入为 GPU 纹理后投 render 队列；帧的生命周期由"持有 AVHWFramesContext 引用的 GPU 纹理包装"管理，渲染线程消费完（YUV→RGB pass 采样结束）即 释放回硬解帧池。全路径无 `av_hwframe_transfer_data`。 - 背压：三条队列都有界；上屏消费慢（暂停、窗口最小化）时 render 队列满 → 解码暂停预取；导出时上屏队列直通导出消费者，不存在"没人收"的积压。 > **M4 落地回填（2026-09-15）**： > > - 渲染队列按 `JobSchedule.priority` 排序（Seek > Playback > Background， > 同类 FIFO）；解码队列把 rendezvous `Request` 排在 `Prefetch` 之前 > （渲染要帧绝不排在推测解码后面），`Sync` 屏障保持 FIFO。 > - 播放预取：Pipeline 收到 Playback job 时立即按 montage/footage 推导 > `DecodeRequest`（媒体时间/尺寸/F32 与 eval 完全一致，footage 路径取 > `force_format.unwrap_or(F32)`），投给解码线程，于是帧 N 在渲染线程跑 > GPU pass 时解码线程已在解帧 N+1。`pipeline_prefetch_is_the_frame_the_render_request_uses` > 用"停在解码前"的确定性时序断言 LRU 命中且只解一次；`pipeline_playback_prefetches_ahead_of_the_render` > 只证明"每个 post 恰好投递一次预取、每帧只解一次"。 > - 上屏窗口：`PreviewWindow` 的槽位泛化为 `PreviewSlot::{Shm, Video}`， > 线程管线的 `TicketPayload::Video` 直接入窗、由 `cpu_frame` 消费； > `PipelineBackend::preview_window_capacity` 返回渲染队列余量，播放提交 > 被限制在余量内不阻塞 UI；Seek 提交允许**超额插队**（队列满时也立即 > 返回，插到 Background/Playback 之前），因为优先级排序只对已入队的 job > 生效——若 Seek 被挡在门外，UI 会等一个导出/缓存帧跑完。`cancel_preview_frame` > 丢弃已过 playhead 的排队帧，按 `(sequence, frame, version)` 全键匹配 > （两个监视器可同帧号同版本，只按帧匹配会误杀另一序列）。 > - 自动缓存优先级修正：`PreviewAutoCacher::start_range_job` 改走 > `submit_video_background`（Background），不再以 Seek 插到播放之前—— > 否则 Seek 超额插队会让逐张 autocache 帧绕过队列容量约束、倒挂 > §3.3 的"交互 > 播放 > 导出 > 自动缓存"；`single_frame` 交互帧保持 > Seek（`range_jobs_are_background_and_single_frames_stay_seek`）。 > - 取消即停（审计 B）：`Job.cancelled` 钩子由 arena 从 slot 的 cancel 原子 > 安装，`execute_job` 在生产前检查——`TicketArena::cancel` 之后仍未开跑的 > 帧直接以 `Error::State` 完成，不再烧一遍 GPU/CPU 再丢弃；交付仍是 > exactly-once（`pipeline_skips_a_cancelled_job` 断言 producer 未运行）。 > - 双份帧缓存（审计 C）：eval 内层 `decoded_frames`（24 帧）才是缓存主拷贝， > `DecodeService` LRU 只是解码线程→渲染请求的交接缓冲，已由 8 帧降到 > `DECODE_LRU_CAP=2`；1080p F32 下副缓存常驻 ~8×33MB → ~2×33MB，交接 > 未命中由 eval 缓存兜底（不再解码，只多一次拷贝）。彻底合并两份缓存需 > 让 Texture/缓存持有共享 Arc 帧，另行立项。 > - **基准对比**（本机 release，`oak-render/examples/bench_playback`， > 1080p/25fps MPEG-2 源、240 帧@480p(853×480) / 128 帧@1080p；两个后端 > 统一输出 F32 帧、同尺寸，否则进程池的 BGRA8 槽位与管线的 in-process > F32 帧字节量/路径不同，数字不可比）： > > | 用例 | fps | 首帧延迟 | CPU(user+sys) | > |---|---|---|---| > | processes 480p（17 worker） | 48.3 | 1416 ms | 23.6 s | > | pipeline 480p | 78.6 | 127 ms | 3.0 s | > | processes 1080p（4 worker） | 49.2 | 396 ms | 12.0 s | > | pipeline 1080p | 28.5 | 161 ms | 4.5 s | > > 结论：线程管线在代理尺寸下全面胜出，首帧延迟低一个数量级；1080p 满幅 > 的峰值吞吐低于多 worker 进程池（单解码线程 vs 4 个并行 worker），但 > CPU 低约 2.7×、首帧快约 2.5×，且 28 fps 足够覆盖 24/25 fps 实时播放。 > 按 M4 验收口径记录：CPU 不升、首帧不劣化成立；"fps 不低于"在 1080p > 峰值吞吐上不成立（代理播放成立）。 > > "main-heap frame copies" 只统计进程池 shm 路径（管线不经过它），两边 > 的 0 都不构成"管线无堆拷贝"的证据——in-process 帧在 eval 缓存与 > service LRU 边界仍有 `Frame.data` 深拷贝（M5 收窄），文档与测试不得 > 再宣称管线零堆拷贝。 > > 根因是**这一刻解码仍是 CPU 软解**（M5 才上硬解）：进程池的 4 个 worker > 各自跑一个软解器并行解帧，线程管线按 §3.1 只有一条解码线程。**不要** > 为此把解码线程池化：GPU 硬解单元（NVDEC/VAAPI/VideoToolbox）是单设备 > 单提交队列（§1 的出发点），§3.6 的零拷贝导入还要求"解码表面与渲染共 > 用同一片 GPU 内存"，多解码线程只会争同一队列与显存池。M5 落地后单 > 解码线程就是正确形态。提前提升软解吞吐的正确方向是让 FFmpeg 解码器 > 自身多线程（frame/slice threading），而不是并列多个解码线程——本期 > 不立项。 ### 3.5 GPU 零拷贝与上屏 - 内置效果全 GPU：图求值产生的中间纹理全部是 `Texture::Gpu`，整个 resolve 过程不分配 CPU 帧；`generate_frame`（eval.rs:941）这类 CPU 帧生产点改为 GPU 清屏。 - 上屏：gpui 自身用 wgpu 渲染。**首选**让预览画布与渲染线程共用同一 wgpu device（gpui 暴露 device/queue 的途径需调研 gpui 侧 API；若不可行， 次选方案是渲染线程把帧 blit 进一块与画布共享的纹理，或退一步用现有的 staging 上传但只此一处）。这一条的落地细节作为 M2 的第一个技术攻关点， 攻关结论回填本小节。 - CPU 边界的显式回读点只有三处：CPU OFX 插件（§3.2）、导出编码器输入、 磁盘帧缓存写入（FrameHashCache::SaveCacheFrame 对应物）。 > **M2 攻关结论（2026-09-11 回填）**：共享 device 路线可行且已落地，前提是 > **引擎与 gpui 统一到同一个 wgpu 大版本**。攻关发现： > > 1. gpui 的 `Window::gpu_context()`（Linux/FreeBSD）确实暴露窗口的 > `(Arc, Arc)`，但 vendored gpui_wgpu 用的是 > **wgpu 29**，而引擎此前是 **wgpu 25**——两个大版本的 `wgpu::Texture` > 是不同类型，纹理无法跨越。M2 把 `oak-core`/`oak-render` 升到 > **wgpu 29 + naga 29**（`backend.rs` 的 8 处破坏性 API 改动；其余代码 > 只经 `GpuContext`），版本鸿沟消除。 > 2. `GpuContext::adopt(device, queue, kind)` 采用宿主 device； > `register_context`（`oak-app/src/oakui/gpu.rs`）在窗口建立时调用 > `install_shared` 把它装进进程级 shared 槽，渲染线程因此在预览器同一 > device 上出帧。`GpuContext::texture_handle` 把引擎纹理的 > `Arc` 交给 gpui 的 `SurfaceSource::Texture`，上屏零拷贝。 > 3. **色彩管理必须留在链上**：GPU 路径不能跳过 output node 与显示器 ICC。 > 做法是把「工作空间 → 输出规格（`colormath::working_to_display_target`） > → 显示器 ICC（`displaycolor::apply_f32_rgba`）」在 CPU 上用**原有精确 > 实现**烘焙成 65³ 3D LUT（`oak-core::lut::Lut3d`，域 > `[-0.25, 4]³`），经 `GpuContext::set_display_lut` 上传为 GPU 3D 纹理， > 由 `present_texture` 的 WGSL pass 做手工三线性插值（不依赖 > `FLOAT32_FILTERABLE`）。设置/显示器/ICC 变化（`displaycolor::generation` > 或项目色彩设置）时重建。CPU 路径的 `apply_f32_rgba` 一行未动，GPU 与 > CPU 逐点一致（测试对拍，f16 输出量化内）。同一套 LUT 机制也用于图内 > `ColorTransformJob`：`process_color_transform_job` 对 GPU 纹理把 OCIO > processor 经 CPU 参考烘焙成 3D LUT，用 `GpuContext::apply_color_lut` > 在 GPU 上应用（`color_transform_lut` 按 processor cache id 缓存），不再 > pass-through；只有无法烘焙时才走一次显式回读。 > 4. **平台边界**：macOS/Windows 的 gpui 暂不暴露 device（macOS 走 > `oak_bridge` IOSurface 的未来路线，见 acescg 计划 P2），此时 > `present_gpu_frame` 返回 `None`，`to_display` 走**单点显式回读** > （唯一一次 download，之后仍 CPU 上传到 gpui）。Linux 上若引擎 > device 不是 adopted（例如进程池 worker 的独立 device），同样回退这条 > 单点路径。CPU OFX、导出编码器、磁盘缓存三处边界显式回读不变。 > `install_shared` 对「引擎已创建但尚未创建任何 GPU 资源」的上下文 > 允许被 UI 设备**替换**（时序守卫：开窗前任何 `shared()` 触碰都不会 > 静默丢掉零拷贝上屏），用过的上下文拒绝替换并记一条错误日志。 > 5. 进程池后端（默认）仍在 worker 内完成图求值后**显式回读**成 shm 槽 > （oak-worker/worker.rs 的 graph 分支），这是进程模型的必然；M4 通过 > 验收前进程池仍是默认，线程管线（`OAK_PIPELINE=threads`）才走上述 > 零拷贝上屏。 > 6. 已知取舍：GPU 帧没有 `Frame::timestamp`（GPU 路径不需要）；scopes/ > 取色器的 CPU 兜底图是 1×1 占位（需要时可作为显式回读点按需填充）； > 上屏每帧新建一张 `Rgba16Float` 目标纹理（与 gpui 的取帧生命周期一致， > 后续可做纹理环）。 ### 3.6 平台互操作分支（解码零拷贝与上屏，用户硬性要求） **解码必须尽可能 GPU，并与渲染共用同一片 GPU 内存；CPU 解码后上传只作为 fallback。** 解码上传与上屏共用一层 `gpuinteop` 抽象，按后端分支实现。 **解码实现优先 FFmpeg 硬解**（hwdecode.rs 的设备模型 + 下表的导入路径）， **FFmpeg 覆盖不到的才手写 GPU 解码**（Vulkan Video 扩展 / 直接 NVDEC 绑定——仅当某种编码或平台组合 FFmpeg 没有 hwaccel 时立项，不提前写）： | 平台/后端 | 硬解（FFmpeg hwaccel）→ GPU 导入（零拷贝） | fallback | 上屏/外部共享 | |---|---|---|---| | Linux + NVIDIA | NVDEC（CUDA 设备）→ cuArray → CUDA-Vulkan 外部内存互操作（`cuImportExternalMemory` 系）导入 wgpu 纹理 | 软解→staging 上传 | wgpu 同源纹理直通 | | Linux + AMD/Intel | VAAPI → VASurface → DMA-BUF fd → Vulkan 外部内存（`VK_EXT_external_memory_dma_buf` + `VK_EXT_image_drm_format_modifier`） | 软解→staging 上传 | 同源直通；跨进程必要时 DMA-BUF fd | | Windows | D3D11VA → D3D11 纹理 → DXGI shared HANDLE（NT 句柄）导入 wgpu（DX12/Vulkan 后端均可）；NVDEC 候选经 CUDA 互操作 | 软解→staging 上传 | D3D11 shared HANDLE / DXGI | | macOS | VideoToolbox → CVPixelBuffer → IOSurface → Metal 纹理（wgpu Metal 后端直接包裹） | 软解→staging 上传 | IOSurface 共享 | | OpenGL（遗留/调试用） | 不做硬解导入 | 软解→glTexSubImage2D | 仅调试后端 | 要点： - 硬解表面通常是 YUV（NV12/P010），**导入后不是 RGB**——YUV→RGB（色度 上采样 + BT.601/709/2020 矩阵 + 全/窄范围）是渲染线程上的内置 GPU pass（着色器），替代今天的 CPU swscale；HDR 元数据随纹理流转。 - 导入失败（驱动缺 modifier、句柄类型不支持等）按帧回退到 `av_hwframe_transfer_data` + staging 上传，单帧失败不污染后续帧。 - 实施顺序：staging fallback 先行（正确性基线，任何平台都可跑），然后按 Linux(NVDEC/VAAPI) → Windows(D3D11VA) → macOS(VideoToolbox) 的顺序 落地零拷贝导入，每行一个独立 PR、独立开关、可单独回退。 > **M5 启动回填（2026-09-15）**： > > - **步骤 0（staging fallback 基线）已具备**：`oak-codec/src/hwdecode.rs` > 的设备候选/可用性缓存/双开关（`OAK_HWACCEL=0`、配置 > `HardwareDecoding`），`ffmpeg.rs:956-964` 的硬解帧 > `av_hwframe_transfer_data` → swscale → F32 CPU 帧，`HW_TRANSFERS` > 计数证明 transfer 发生；软解路径该计数恒 0；M2 的 YUV→RGB GPU pass > 已就绪。oak-codec 141 测试绿。**要消灭的就是那条 transfer+swscale。** > - **首个导入 PR（Linux VAAPI/NVDEC → wgpu）**：解码线程在 > `transfer_to_cpu` **之前**调用新的 `gpuinterop::try_import_hw_frame`； > 成功则直接产出持有硬件表面的 `Texture::Gpu`（YUV 平面 + 色彩元数据， > 交给 M2 的 YUV→RGB pass），失败按帧回退 staging（单帧失败不污染后续）。 > 计数器：`HW_IMPORTS`（导入成功数）与硬解路径 `HW_TRANSFERS==0`； > 开关逐平台独立 + `OAK_HWACCEL=0` 全软解；开/关对比测试断言像素一致。 > VAAPI 走 DMA-BUF fd + `VK_EXT_external_memory_dma_buf`，NVDEC 走 > CUDA-Vulkan 外部内存导入；需要 `wgpu` raw Vulkan 设备（`as_hal`）+ > 格式 modifier 协商，失败即回退。 > - **本机开发环境**：RTX 5070 Ti（NVDEC/CUDA）+ 第二块 `/dev/dri` > 设备（VAAPI），FFmpeg 支持 cuda/vaapi/vulkan —— Linux 两条导入路径 > 可真机验证；CI（lavapipe，无 hwaccel）只跑 fallback、计数器与 > 接口单测。 > **M5 落地回填（2026-09-17）**： > > - **数据面**：`Texture` 新增瞬态变体 `Texture::Planar`（`PlanarFormat` > = NV12/P010，携带 luma/chroma 两个 registry token、YUV 矩阵/范围、 > 源 primaries/trc 与 keep-alive guard）；`GpuContext::run_planar_yuv_to_rgb` > 是 M2 三平面 pass 的双平面（NV12/P010）变体，8 位输入的窄范围展开由 > `YuvTransform::from_matrix_depth(matrix, full_range, 8)` 精确给出 > （16 位构造与原公式逐位一致）。 > - **解码侧**（`oak-codec/src/gpuinterop.rs`）：`try_import_hw_frame` 在 > `transfer_to_cpu` **之前**尝试导入；计数器 `HW_IMPORTS` / > `HW_IMPORT_FALLBACKS`，硬解导入路径 `HW_TRANSFERS` 保持 0；连续 8 次 > 失败后进程内熔断（单帧失败不污染后续帧）。开关：全局 > `GpuDecodeImport` + `OAK_GPU_IMPORT=0`，逐平台 > `GpuDecodeImportVaapi` / `GpuDecodeImportD3d11` / > `GpuDecodeImportVideotoolbox`（各自 `OAK_GPU_IMPORT_*` 环境变量）。 > **只有 host 安装的共享设备**（`GpuContext::host_gpu_installed`，即 app > 的上屏 device）才走导入：worker/CLI/测试里惰性创建的私有 device 继续 > CPU 路径，避免把进程池/导出悄悄拉上 GPU。零拷贝只服务原生尺寸 + F32 > 请求（不能缩放/改格式）；代理尺寸等按帧回退 staging（解码器会话缓存 > 复用同一帧，回退不重解）。 > - **平台实现**： > - **Linux（真机验证）**：VAAPI → `av_hwframe_map`(DRM_PRIME) → 每层 > dup fd + `VkImportMemoryFdInfoKHR`（`VK_EXT_external_memory_dma_buf` > + `VK_EXT_image_drm_format_modifier`，显式 plane layout）→ > `wgpu_hal::vulkan::texture_from_raw` + `create_texture_from_hal`； > 导入的 VkImage/内存由 wgpu-hal 的 drop callback 释放，AVFrame 的引用 > 作为 guard 一并持有到 GPU 用完。NVDEC/CUDA 表面没有公开句柄导出，按 > 帧回退 staging；因此 Linux 设备候选顺序改为 **VAAPI 优先、CUDA 兜底** > （§3.6 的"优先通用 DMA-BUF"），本机 RTX 5070 Ti + nvidia-vaapi-driver > 实测 NV12 block-linear modifier 导入可用。 > - **Windows（cfg 隔离，待 CI 编译验证）**：D3D11VA 纹理经 > `IDXGIResource1::CreateSharedHandle` 取 NT 句柄 → 手建多平面 > NV12/P010 VkImage（`VK_KHR_external_memory_win32` 导入句柄）→ > 同一纹理注册 `Plane0`/`Plane1` 两个 token；COM 侧在 oak-codec， > Vulkan 侧在 oak-core。 > - **macOS（cfg 隔离，待 CI 编译验证）**：VideoToolbox 的 CVPixelBuffer > → `CVPixelBufferGetIOSurface` → `newTextureWithDescriptor:iosurface:plane:` > 两个平面 Metal 纹理 → `wgpu_hal::metal::texture_from_raw`；Metal 纹理 > 无 drop callback，帧引用经 `ImportedHwFrame::keep_alive` 挂在 > `PlanarTexture` 上随纹理释放。 > - **渲染侧**（`oak-render/eval.rs`）：`render_footage_frame` 把 planar > 变体在渲染线程解析为工作空间 RGBA —— YUV→RGB pass + 源→工作空间变换 > （legacy sRGB 直通；ACEScg 下按 (primaries, trc) 把 > `colormath::decode_to_acescg` 烘焙成 3D LUT 在 GPU 应用，缓存 16 个）； > 解析失败按帧回退 CPU staging（import 关掉重解一次，解码器缓存兜底）。 > 图/蒙太奇/导出等消费者只会看到 `Gpu`/`Cpu`。 > - **一个必要修复**：ffmpeg-next 的 `Video::clone` 用 `av_frame_copy` 深拷 > 数据，**不会**复制硬件表面引用（克隆的 VAAPI 帧 transfer 报 EINVAL）。 > 硬解帧缓存改用内部 `RefFrame`（`av_frame_ref` 语义）持有。 > - **验收**：`oak-render/tests/footage_import_test.rs`（真机 RTX 5070 Ti）： > 导入路径 `HW_TRANSFERS==0`、结果 `Texture::Gpu`、与 staging 逐像素 > max diff < 0.15（swscale 色度滤波差异，同硬解/软解测试口径）；ACEScg > 下与 CPU 精确变换 max diff 0.011（LUT 三线性插值）；已知红蓝图案断言。 > `gpuinterop` 单测覆盖"无 host device 不导入/开关关闭/位深"；oak-core > 单测覆盖 8/16 位变换系数；montage 原生尺寸 + host GPU 回归测试见下。 > 全 workspace `cargo test --workspace` 全绿（全部测试套件）。 > - **遗留（M5 未完全关闭）**：Windows（D3D11VA 共享句柄）/macOS > （IOSurface）两行是 cfg 代码，**从未在对应平台编译过**；host 可达性 > 与 Windows 数组 slice/feature 门已在桌面审查后修复（见下面"审计修复" > 第 4 条），但平台编译与真机硬件测试仍待补；P010 与 HDR 元数据未单独 > 实测；代理尺寸的 GPU 缩放导入（省掉 native→proxy 的回退）未立项。 > 本节的"阶段性验收"不等于 M5 收官。 > **M5 审计修复（2026-09-17）**：对 M5 落地的自审发现并修复以下问题： > > 1. **montage 静默黑帧（严重，已实机复现并修复）**：`render_footage_frame` > 可返回解析后的 `Texture::Gpu`，而 CPU 蒙太奇合成器只接 > `Texture::Cpu`，其余 `_ => continue` 直接跳过该 clip——序列尺寸 == > 素材原生尺寸 + host GPU 已装 + 硬解 + 线程管线（导出最常见情形）时 > 整条序列输出全透明黑且无任何报错。修复：新增 > `render_footage_frame_staged`（`DecodeRequest.allow_import=false` > 进 cache key），montage 一律走 staging；合成器遇到意外的 `Gpu` > 纹理显式回读而不是丢弃，`Planar` 则报错。回归测试 > `footage_import_test::montage_native_size_with_host_gpu_composites_the_clip` > （先按单素材原生尺寸导入并缓存 planar，再合成 montage，断言图案 + > "无新导入 + 发生 staging transfer"）。 > 2. **计数器/熔断语义**：NVDEC 设备、平台开关关闭、不可导入的表面布局 > 原本都被记成"失败"并喂给连续失败熔断（NVDEC 8 帧后熔断、 > `HW_IMPORT_FALLBACKS` 无界增长）。现在平台导入是三态结果： > `Imported / Unsupported / Failed`；只有真正尝试后失败才计 > `HW_IMPORT_FALLBACKS` 并参与熔断，新增 `HW_IMPORT_UNSUPPORTED` > 单独观测（含单测）。 > 3. **硬件表面驻留**：eval 帧 LRU 只允许最多 > `MAX_CACHED_PLANAR_FRAMES = 4` 个 planar 条目（每张经 keep-alive > pin 一个解码器表面）；淘汰只丢弃导入，解码器会话缓存仍在，不重解码。 > 4. **平台状态如实标注 + 桌面审查修复（2026-09-17 二次）**： > Windows/macOS 两行仍未在对应平台编译；符号级复核（对照本机 registry > 里的 windows 0.62.2 / objc2-metal 0.3.2 / ash 0.38）发现并修复： > - **macOS**：IOSurface/Metal 路径符号全部匹配（`RG8Unorm`/`RG16Unorm` > 命名无误——审查中"应为小写 Rg"的说法经源码核对不成立）； > `newTextureWithDescriptor_iosurface_plane`、`texture_from_raw` > 六参签名、`MTLStorageMode::Shared`、P010 MSB 容器与 > `from_matrix_depth(16)` 均核对一致。**仍未编译/实测**。 > - **Windows 三重失效**（能编译但不可用）已修： > i. **不可达**：`install_shared` 唯一生产调用点（adopt gpui 设备） > 只在 Linux/FreeBSD 编译，Windows/macOS 上 `host_gpu_installed()` > 恒 false，导入路径是死代码。新增 > `GpuContext::mark_host_context()` + `oakui::gpu::register_engine_context()`： > 非 Linux 平台的窗口建立时把引擎自建的 shared 上下文登记为 host > 设备（worker/CLI/测试不调用，保持 CPU 路径）。 > ii. **feature 门互斥**：host 设备现在是引擎 `create()` 建的， > 会按适配器能力请求 `TEXTURE_FORMAT_NV12/P010`；将来若仍是 > adopt 设备而缺 feature，`import_d3d11_shared_texture` 的 > State/Invalid 错误现在归类为 `Unsupported`（不计数、不熔断）。 > iii. **array slice 丢帧**：FFmpeg D3D11VA 帧是表面数组的 slice > （`data[1]` 在 0..ArraySize-1 循环），原实现只收 slice 0。 > 现在导入按 `arrayLayers = ArraySize` 建 VkImage，registry 条目 > 携带 `layer`（`GpuTexture.layer`），采样视图用 > `base_array_layer`/`array_layer_count: 1` 选中该 slice；视图必须 > 显式 `dimension: D2`（wgpu-core 按纹理层数推导 D2Array，不看 > view range，否则与 planar pass 的 D2 布局校验冲突）；UV token 的 > 登记尺寸用 chroma 半尺寸（planar pass 由它推采样比例）。 > - **二次桌面复核追加修复**：`DmaBufPlane` 的 re-export 曾漏 cfg > （非 Linux 上 `cargo check` 直接 E0432）；`import_iosurface_plane` > 改为 `unsafe fn`（解引用调用方裸 IOSurface 指针，附 `# Safety`）。 > 平台编译 + 真机实测仍是 M5 关闭的前置。 > 5. **口径与小项**："94 个测试目标"改称"全部测试套件"；P010/HDR 未实测； > Vulkan `initial_layout: UNDEFINED` 的首次 transition 属驱动依赖行为 > （本机正确，异驱动出伪影时优先排查这里）。 ### 3.7 resolve 重写（M0a，独立先行） 对照 upstream `node/traverser.cpp:351 ResolveJobs`： 1. **节点往表里塞 `Job` 枚举**，不再塞裸载荷：jobs.rs 的 `Job` 补全为 `Footage / Shader / Plugin / ColorTransform / Cache`（CacheJob 载荷： 缓存路径 + 时刻 + 回退纹理，对应 eval.rs:391-399 目前 deferred 的 `process_video_cache_job`；Generate/Sample 暂不立 Job——生成器走 ShaderJob 变体、音频走 SampleBuffer 直通，评审时如需再补）。 2. `RenderEvalHooks::resolve` 改为**单次循环**：逐行取载荷→一次 `match` 分发到 `process_footage_job / process_shader_job / process_plugin_job / process_color_transform_job / process_cache_job`； 每个 process_* 在消耗自己的子值前**递归 resolve 子 job**（Olive 的 `for subval: ResolveJobs(subval)` 范式，traverser.cpp:362-366）—— 例如 ShaderJob 的 effect 输入里嵌着 FootageJob 时先解码再跑 pass。 3. 类型探测从"每行最多 4 次 get_checked 试错"降为"一次枚举判别"。 4. 现有四个 `resolve_*_jobs` 函数的逐类型逻辑原样搬进对应 process_*， 行为不变（本步是纯结构改造，现有测试全部应无修改通过；新增 CacheJob 的磁盘加载测试）。 ### 3.8 Job 图：虚拟输入/输出节点与广度优先求值（用户硬性要求） 节点图的求值不再把"每个节点往一张线性表里 push 值、resolve 扫表找活干" 当作模型（jobs.rs:31-33 自述的临时形态、§2.4 的四次扫描即其症状），而是 **Job 图即图**： 1. **图存储是货真价实的邻接结构**：求值以 `oak_node::graph::Graph` 的 节点/连接为骨架，节点把 `Job` 枚举（§3.7-1 补全后的）挂在自己的输出 上；没有"全图拍平成表"的中间形态，也没有二维数组。允许**非全连通**： 与输出无关的分支不参与成帧（下述活集规则）。 2. **每个项目图固定一对虚拟节点**： - `GraphInput`（虚拟输入节点）：BFS 的唯一**起点**。它自身不产生 像素——它是"图的数据入口"语义（单帧单 clip 时其后挂素材/生成器； 序列合成时由轨道合成结构向其馈入）。只有输出端口。 - `GraphOutput`（虚拟输出节点）：所有终末分支的**汇聚点**，它的值 就是这一帧。只有输入端口。 - 两节点**默认相连、不可删除、不可复制**（图模型层强约束：新建图 自带这对节点；`remove_node`/`duplicate` 对它们拒绝；序列化把它们 作为图的固定端点写入/读出）。 - **要在节点编辑器里显示出来**（`../../../../crates/oak-app/src/panels/node_editor.rs`）： 与普通节点同等的渲染与连线交互，但禁删、禁复制、禁改名；样式上 与真节点区分（固定标题/图标），连线规则校验（输入节点不接受入线、 输出节点不接受出线）。 3. **resolve = 从输入节点出发的广度优先搜索**：每个项目/序列的求值以 `GraphInput` 为根做 BFS，出队一个节点就用一次 `match`（§3.7-2 的 五个 process_*）处理它挂出的 Job，**直到全部分支汇聚于 `GraphOutput` 为止**。遍历规则： - **多输入汇合**：入度到零才出队（Kahn 形态的 BFS）——一个节点的 全部输入都 resolve 完毕它才进入处理队列；这保证汇合节点拿到的 每一路输入都是成品纹理。 - **多输出分叉**：一个节点的输出可以喂多个后继，沿邻接边自然扇出； 后继各自按自己的入度等待。 - **顺序语义**：出队序即 Job 处理序，且对同一图是确定性的（邻接按 连接建立序迭代）——用户明确要求"节点被应用的先后顺序可能影响 最终画面"，该顺序由图结构显式表达，而非由表扫描次序隐含。 - **环**：visited 集防死循环；发现回边时报错并断开该分支（图模型 现有约束本就不鼓励环，此处把行为写成明文）。 - **活集**：正向（从 GraphInput）可达 ∩ 反向（从 GraphOutput）可达 的节点才是活集；不可达节点从不入队（非全连通图的天然剪枝）， 正向可达但到不了输出的分支是可选的二次剪枝（先求正确，再求省）。 4. **与 resolve 重写的合流**：§3.7 的单循环 match 是本 BFS 的"出队即 处理"循环体；M0 分两步走——先在现有线性表上完成枚举化与单循环 （M0a，纯结构改造、独立可验收），再把表升级为图、引入虚拟端点与 BFS（M0b，见 §4）。上游 Olive 没有虚拟端点概念（其遍历从 viewer 输出节点倒推），这一对端点是 Oak 自己的设计，语义对齐用户的 "从输入开始、汇聚于输出"。 ## 4. 里程碑 | 里程碑 | 内容 | 验收 | |---|---|---| | **M0a Job 枚举化 + 单循环 resolve** | §3.7 全量：Job 枚举补全（含 CacheJob）并挂进输出表、resolve 单循环 match、子 job 递归 resolve | 全 workspace 测试绿；新增 CacheJob 磁盘缓存往返测试；`resolve_*_jobs` 四函数删除 | | **M0b Job 图 + 虚拟端点 + BFS** | §3.8 全量：图固定 GraphInput/GraphOutput 虚拟节点（默认相连、禁删禁复制、序列化往返）、节点编辑器显示两节点、resolve 改为从输入节点的 Kahn 形态 BFS | 新增测试：多输入汇合等齐全部输入、多输出分叉各自成帧、非全连通图不可达节点不执行、环报错断支、虚拟节点删除/复制被拒、序列化往返后端点仍在；节点编辑器 UI 测试（端点可见、入线/出线规则）；既有测试全绿 | | **M1 线程管线骨架** | 解码/渲染/上屏三线程+三队列进 oak-render（`pipeline` 模块）；RenderManager 增加线程后端，进程池后端保留，`OAK_PIPELINE=processes` 可回退 | 同一套渲染测试在两个后端下都绿（测试矩阵化）；播放/seek/导出 smoke 等价 | | **M2 GPU 零拷贝** | 图内全程 `Texture::Gpu`（合成/转场/调整层不再逐帧回读）；wgpu 29 统一 + 采用 gpui device（§3.5 攻关已回填）；GPU 色彩管理（工作空间→输出规格→显示器 ICC 烘焙 3D LUT，GPU 执行）；导出/缓存/OFX 三处边界显式回读；内置 YUV→RGB GPU pass（M5 解码导入的依赖项，解码接线随 M5） | 图播放路径 **GPU→CPU 回读为 0**（`oak_core::backend::gpu_transfer_counters` 计数断言，M1 帧缓存范式）；`RenderedFrame::Gpu` + `to_display` 上屏在 adopted device 上零拷贝（app 测试）；YUV→RGB pass 与 `colormath::yuv444p16_to_rgb_f32` 对拍；全 workspace 测试绿 | | **M3 OFX 独立进程** | `oak-worker --ofx-host` 单进程宿主 + `oak-render/ofxhost` 客户端（Pipeline 后端安装，首 job 惰性 spawn）；PluginJob 经 NDJSON + 输入/输出 shm 槽；崩溃重生+在途 job 重投+三次熔断紫帧；`plugin_progress`/`plugin_cancel` 搬运（宿主即时 flush） | 植入确定性崩溃钩子：`--ofx-crash-once` 杀掉宿主 → 在途 job 重投成功；`--ofx-crash-always` 连续三次崩溃 → 客户端熔断、eval 紫帧；进度事件（含 0.5/1.0）到达 app 回调；取消 flag 语义单测（`oak-worker/tests/ofx_host.rs` + eval/ofx_host 单测） | | **M4 流水线预取** | 渲染队列优先级（Seek>Playback>Background）；Playback job 投递即预取 Footage 解码（解码队列 Request 优先于 Prefetch）；`PreviewSlot` 泛化让线程管线入窗；队列余量作播放背压 + Seek 超额插队保证 UI 不停摆 | 确定性单测：停在解码前的时序下预取命中 LRU 且只解一次（可证伪"读前于渲染"）；Seek 在队列满时超额插队并按序优先执行；`cancel_preview_frame` 按 (sequence,frame,version) 全键匹配；播放预取 smoke（prefetches==decodes==帧数）；`bench_playback` 双后端同格式(F32)对比留档（§3.4 回填：CPU 与首帧不劣化成立；1080p 峰值吞吐低于多 worker 池，代理尺寸胜出） | | **M5 GPU 解码零拷贝** | §3.6 表逐行落地：staging fallback 基线 → Linux NVDEC/VAAPI 导入 → Windows D3D11VA 导入 → macOS VideoToolbox 导入；FFmpeg 无 hwaccel 的组合才评估手写 GPU 解码 | 硬解路径 `HW_TRANSFERS` 计数归零（不再下载）；逐平台导入开/关对比测试；每行独立 PR 可回退 | 依赖关系：M0a 独立；M0b 依赖 M0a；M1 依赖 M0a+M0b；M2 依赖 M1；M3 依赖 M1（与 M2 可并行）；M4 依赖 M2；M5 依赖 M2（YUV→RGB pass 与互操作抽象）， 可拆成并行子项。 **全程验收（用户要求）**：M5 完成、整个任务收官后，跑一轮**分支覆盖率** （branch coverage）测量并留档，作为管线改造整体的质量闸门。 **阶段性测量已完成（2026-09-17，审计修复之前）**：nightly `-Zcoverage-options=branch` 全 workspace 采集，项目源码（排除 vendored gpui/ocio/标准库）TOTAL = 区域 53.60% / 函数 49.90% / 行 53.15% / **分支 27.94%**；关键文件分支覆盖率：`pipeline.rs` 45.37%、`backend.rs` 45.51%、`texture.rs` 54.17%、`eval.rs` 43.53%、`gpuinterop.rs` 50.00% （硬件导入的真机分支；平台错误回退分支单机走不到）。完整报告与采集/合并 命令见 `render-pipeline-threads-m5-branch-coverage.txt`。 **该轮采集早于 2026-09-17 审计修复（montage/计数器/驻留），且 Windows/macOS 行尚未在对应平台编译——它是阶段性质量快照，不构成 M5 收官证明；M5 关闭以平台编译与真机平台测试完成为准，届时重测。** 另经 2026-09-17 复查：该留档的多对象合并被**陈旧测试二进制**拉低 （同文件多对象 51% vs 干净对象 95%），干净重测的基线是 **行 81.72% / 分支 55.45%**（见 `completed/test-coverage-90-80.md` §4.1 勘误）； 覆盖率门禁以干净对象集为准。 ## 5. 不变量与边界 - **不动**：ticket API（oak-app/oak-cli 无感）、撤销/重做、缓存磁盘格式、 OFX 插件 ABI、CI 的 OFX fixture 探针（ci.yml 的 scan_probe 流程）。**例外（M0b 明确改变的两处）**：图模型新增 GraphInput/GraphOutput 固定端点，序列化格式随之携带这对端点（旧工程 载入时自动补挂，等价于一次无损迁移，配套序列化往返测试）。 - **回退开关**：线程后端落地期间进程池后端完整保留，`OAK_PIPELINE` 环境 变量 + 配置项双开关；M4 验收通过前进程池仍是默认。硬解导入逐平台 独立开关（§3.6），`OAK_HWACCEL=0` 一键回到全软解。 - **线程亲和**：wgpu device 可在专用线程独占使用（Device/Queue 均 Send）； 渲染线程是唯一触摸 `GpuContext` 的线程；硬解帧池与硬件设备上下文 （AVHWDeviceContext）归解码线程所有，硬件表面经互操作导入后才交给 渲染线程消费（§3.4）。 - **音频**：本计划只覆盖视频管线；音频采样链（SampleJob 对应路径）维持 现状，如需统一另立计划。 ## 6. 风险与对策 1. **上屏互操作不确定**（gpui 的 wgpu device 能否共享）：**M2 已攻关并落地** （结论见 §3.5 回填）：把引擎从 wgpu 25 升到 29 后，`register_context` 采用 gpui 的 device，`Texture::Gpu` 的原始纹理经 `SurfaceSource::Texture` 直通 gpui，上屏零拷贝；颜色由 CPU 烘焙的 3D LUT 在 GPU 应用，不跳过色彩管理。macOS/Windows 的 gpui 暂不暴露 device， 自动回退到单点 staging（仍只此一处）。 2. **解码器线程安全性**：oak-codec 会话当前按进程级互斥共享，集中到一个 线程后语义更简单，但 hwaccel 解码上下文可能有线程亲和（VAAPI/NVDEC）， M1 先做软解路径，hwaccel 随 M5 逐项验证。 3. **OFX 插件的 GPU 直通**：本期明确不支持，文档化；插件渲染结果统一按 CPU 帧回传（§3.2）。 4. **测试环境无 GPU**：CI 的 lavapipe/xvfb 路径已在跑 wgpu（ci.yml 的 Test 步骤），线程后端必须在该环境下同样可用；`GpuContext::create` 的 CPU 回退（backend.rs:1422 测试所示）保持可用。 5. **BFS 求值的兼容性**（M0b）：虚拟端点改变了图模型与求值顺序的显性 语义，是全部里程碑里对既有行为扰动最大的一步。对策：M0a 先把 枚举化与单循环做掉（行为不变、纯结构），M0b 单独成 PR、配全套 §4 列举的行为测试；旧工程载入自动补挂端点。 6. **GPU 解码零拷贝的平台碎片化**（M5）：各平台导入路径（DMA-BUF modifier 协商、DXGI NT 句柄、IOSurface、CUDA-Vulkan 互操作）都有 驱动/版本坑，且 wgpu 对外部内存导入的公开 API 覆盖有限，可能要 落到 wgpu-hal 原生句柄层写 unsafe 胶水。对策：staging fallback 是 永久基线（任何导入失败按帧回退）；按 §3.6 顺序逐平台落地，每平台 独立开关；CUDA-Vulkan 互操作作为 NVDEC 路径的最后手段（先试 更通用的 DMA-BUF——Linux 上 NVIDIA 也经 VAAPI 可达时优先 VAAPI）。 7. **范围蔓延**：手写 GPU 解码严格限于"FFmpeg 没有对应 hwaccel"的 组合（用户原话"次选"），不提前立项；Job 图的序列化格式版本化 不在本期（沿用工程文件现有版本策略）。