Vulkan【14】顶点缓冲区

拼搏现实的明天。 2022-05-14 11:53 236阅读 0赞

# 创建顶点缓冲区 #

本节的代码是 `13-init_vertex_buffer.cpp`

顶点缓存是一个CPU可见的和GPU可见的缓冲区，它包含了描述您想要呈现的对象（s）的几何图形的顶点数据。一般来说，顶点数据由位置（x、y、z）数据和可选的颜色、法线或其他信息组成。和其他3D api一样，这里的方法是用这个顶点数据填充缓冲区，并在绘制操作期间将其传递给GPU。

## 创建顶点缓冲区对象 ##

创建一个顶点缓冲几乎等同于创建一个Uniform缓冲区，它首先创建一个缓冲对象，就像在Uniform例子中所做的那样。

VkBufferCreateInfo buf_info = {};
    buf_info.sType = VK_STRUCTURE_TYPE_BUFFER_CREATE_INFO;
    buf_info.pNext = NULL;
    buf_info.usage = VK_BUFFER_USAGE_VERTEX_BUFFER_BIT;
    buf_info.size = sizeof(g_vb_solid_face_colors_Data);
    buf_info.queueFamilyIndexCount = 0;
    buf_info.pQueueFamilyIndices = NULL;
    buf_info.sharingMode = VK_SHARING_MODE_EXCLUSIVE;
    buf_info.flags = 0;
    res = vkCreateBuffer(info.device, &buf_info, NULL, &info.vertex_buffer.buf);

创建Uniform缓冲区对象和顶点缓冲对象之间的唯一真正区别是`usage`字段的设置。

立方体数据（`g_vb_solid_face_colors_Data`）由36个顶点组成，这些顶点定义了12个三角形，每个6个立方体的每个面都有2个。每个三角形也有一个与之相关联的面的颜色。你可以检查`cube_data.h`文件来查看实际数据。

## 分配顶点缓冲区内存 ##

同样，这些步骤与分配Uniform缓冲区的步骤非常相似。首先进行查询以获得内存需求，其中包括考虑到诸如对齐之类的机器限制。请查看样例中的代码。

## 将顶点数据保存到缓冲区中 ##

一旦分配，内存就会被映射，用顶点数据初始化，然后取消映射：

uint8_t *pData;
    res = vkMapMemory(info.device, info.vertex_buffer.mem, 0,
                      mem_reqs.size, 0, (void **)&pData);
    
    memcpy(pData, g_vb_solid_face_colors_Data,
           sizeof(g_vb_solid_face_colors_Data));
    
    vkUnmapMemory(info.device, info.vertex_buffer.mem);

作为最后一步，内存被绑定到缓冲区对象：

res = vkBindBufferMemory(info.device, info.vertex_buffer.buf,
                             info.vertex_buffer.mem, 0);

## 描述输入的顶点数据 ##

下面列出了顶点数据的结构：

struct Vertex {
        float posX, posY, posZ, posW; // Position data
        float r, g, b, a;             // Color
    };

您需要创建一个顶点输入绑定来告诉GPU这些数据的排列。下面的`vi_binding` 和`vi_attribs`的成员是在这里设置的，但是在随后的“创建图形管线”示例中被使用。但是由于您正在查看顶点数据格式，所以最好在这里检查以下代码：

info.vi_binding.binding = 0;
    info.vi_binding.inputRate = VK_VERTEX_INPUT_RATE_VERTEX;
    info.vi_binding.stride = sizeof(g_vb_solid_face_colors_Data[0]);
    
    info.vi_attribs[0].binding = 0;
    info.vi_attribs[0].location = 0;
    info.vi_attribs[0].format = VK_FORMAT_R32G32B32A32_SFLOAT;
    info.vi_attribs[0].offset = 0;
    info.vi_attribs[1].binding = 0;
    info.vi_attribs[1].location = 1;
    info.vi_attribs[1].format = VK_FORMAT_R32G32B32A32_SFLOAT;
    info.vi_attribs[1].offset = 16;

`stride`是一个顶点的大小，或者是添加到一个指向下一个顶点的指针所需要的数量。

`binding`和 `binding`成员在GLSL着色器源代码中引用它们各自的值。您可以在着色器样本中查看着色器源代码以查看对应关系。

第一个属性是位置数据，一个4字节的浮点格式被用来表述 attribute 0的`format`成员。 attribute 1的`format`很显然是颜色格式，因此attribute 1指代颜色。

`offset`成员是在顶点数据中找到每个属性的指示器。

## 将顶点缓冲绑定到渲染过程 ##

您可以跳过设置渲染过程的大部分代码，因为您将在后面的示例中看到它。但是现在，找到将顶点缓冲绑定到渲染过程的代码：

vkCmdBeginRenderPass(info.cmd, &rp_begin, VK_SUBPASS_CONTENTS_INLINE);
    
    vkCmdBindVertexBuffers(info.cmd, 0,             /* Start Binding */
                           1,                       /* Binding Count */
                           &info.vertex_buffer.buf, /* pBuffers */
                           offsets);                /* pOffsets */
    
    vkCmdEndRenderPass(info.cmd);

请注意，您只能在一个渲染过程内部将顶点缓冲与渲染过程连接在一起；换句话说，在`vkCmdBeginRenderPass`和`vkCmdEndRenderPass`之间。这实际上告诉GPU在绘制时要使用什么顶点缓冲。