O3DE引擎中Vulkan光线追踪管线的内存管理问题解析

问题背景

在O3DE引擎的图形渲染模块中，Vulkan后端的光线追踪管线(RayTracingPipelineState)实现存在一个关键的内存管理缺陷。与常规的PipelineState不同，光线追踪管线直接存储了Vulkan原生对象(VkPipeline、VkPipelineLayout和VkShaderModule)，而没有通过RHI::Ptr包装器进行管理。

技术细节分析

常规PipelineState通过RHI::Ptr机制，能够正确地将资源释放任务交给设备的释放队列(release queue)处理。这种设计确保了资源不会在仍被GPU使用时被提前释放。然而，光线追踪管线的ShutdownInternal方法直接释放了这些Vulkan对象，导致当管线仍在渲染队列中使用时就被销毁，引发验证层错误。

问题影响

这种实现差异会导致：

1. 当切换使用光线追踪的示例场景时，可能触发验证层错误
2. 在管线仍被GPU使用时提前释放资源，可能导致渲染错误或崩溃
3. 破坏了Vulkan资源生命周期的正确管理原则

解决方案

O3DE引擎提供了Vulkan::ReleaseContainer工具类，专门用于包装Vulkan对象并将其添加到设备释放队列中。正确的修复方案应包括：

1. 使用ReleaseContainer包装所有Vulkan原生对象
2. 将资源释放任务委托给设备的释放队列
3. 确保资源生命周期与GPU使用情况同步

这种解决方案与引擎中其他Vulkan资源的管理方式保持一致，符合Vulkan的最佳实践。

架构设计启示

这个问题的出现揭示了O3DE渲染架构中一个重要的设计原则：平台特定的资源句柄应该由专门的包装器对象管理，而不是直接存储在跨平台的接口类中。这种分层设计不仅解决了资源生命周期问题，也使多后端支持更加清晰和可维护。

对于光线追踪这类相对较新的图形特性，在实现时需要特别注意与现有架构模式的契合度，避免因追求快速实现而破坏已有的良好设计模式。