Shader 中 cbuffer / tbuffer / Buffer / Texture / StructuredBuffer 区别和使用

一. Shader 使用的资源

Shader Mode 4.0 开始支持更多种类的资源，比如 tbuffer 和 Buffer ，Shader Mode 5 又加入了 StructuredBuffer 等。我们今天就来说说他们直接的区别。下面的代码和说明是以 D3D11 为基础的。

 

二. 在 Shader 中的定义和使用 cbuffer / tbuffer / Buffer / Texture / StructuredBuffer

• cbuffer

// 在 Shader 中的定义 Constant Buffer
cbuffer cbMatrices
{
	float4x4 g_matWorld_CBuffer[1024];
};

// 在 Shader 中使用 Constant Buffer
float4x4 matData=g_matWorld_CBuffer[uiIndex];

• tbuffer

// 在 Shader 中定义 T Buffer
tbuffer tbMatrices
{
	float4x4 g_matWorld_TBuffer[1024];
};

// 在 Shader 中使用 T Buffer
float4x4 matData=g_matWorld_TBuffer[uiIndex];

 

• Buffer

// 在 Shader 中定义 Buffer
Buffer<float4> g_matWorld_Buffer;

// 在 Shader 中使用 Buffer
uiIndex*=4;
float4 f4Row1=g_matWorld_Buffer.Load(uiIndex);
float4 f4Row2=g_matWorld_Buffer.Load(uiIndex+1);
float4 f4Row3=g_matWorld_Buffer.Load(uiIndex+2);
float4 f4Row4=g_matWorld_Buffer.Load(uiIndex+3);
float4x4 matData=float4x4(f4Row1,f4Row2,f4Row3,f4Row4);

 

• Texture

// 在 Shader 中定义 Texture
Texture1D g_matWorld_Texture1D;

// 在 Shader 中使用 Texture
uiIndex*=4;
float4 f4Row1=g_matWorld_Texture1D.Load(float2(uiIndex,  0));
float4 f4Row2=g_matWorld_Texture1D.Load(float2(uiIndex+1,0));
float4 f4Row3=g_matWorld_Texture1D.Load(float2(uiIndex+2,0));
float4 f4Row4=g_matWorld_Texture1D.Load(float2(uiIndex+3,0));
float4x4 matData=float4x4(f4Row1,f4Row2,f4Row3,f4Row4);

 

• StructuredBuffer

// 在 Shader 中定义 StructuredBuffer
struct my_struct
{
	float4x4 m_matWorld;
};
StructuredBuffer<my_struct> g_matWorld_StructBuffer;

// 在 Shader 中使用 StructuredBuffer
float4x4 matData=g_matWorld_StructBuffer[uiIndex].m_matWorld;

 

 

三. 在程序中反射和创建 cbuffer / tbuffer / Buffer / Texture / StructuredBuffer

• cbuffer

反射 cbuffer 的时候 D3D_SHADER_INPUT_TYPE 的值是 D3D_SIT_CBUFFER.

创建 cbuffer 的时候使用 D3D11_BIND_CONSTANT_BUFFER 参数进行 CreateBuffer.

• tbuffer

反射 tbuffer 的时候 D3D_SHADER_INPUT_TYPE 的值是 D3D_SIT_TBUFFER.

创建 tbuffer 的时候使用 D3D11_BIND_SHADER_RESOURCE 参数进行 CreateBuffer. 然后使用 D3D11_SRV_DIMENSION_BUFFER 创建 Shader Resource View.

• Buffer

反射 Buffer 的时候 D3D_SHADER_INPUT_TYPE 的值是 D3D_SIT_TEXTURE，D3D_SRV_DIMENSION 的值是 D3D_SRV_DIMENSION_BUFFER.

Buffer 对象支持 ID3D11Buffer 和 ID3D11Texture* 两种资源，可使用 D3D11_BIND_SHADER_RESOURCE 参数进行 CreateBuffer 或 CreateTexture1D. 然后使用 D3D11_SRV_DIMENSION_BUFFER 创建 Shader Resource View.

• Texture

反射 Texture 的时候 D3D_SHADER_INPUT_TYPE 的值是 D3D_SIT_TEXTURE.

创建 Texture 的时候使用 D3D11_BIND_SHADER_RESOURCE 参数进行 CreateTexture1D. 然后使用 D3D11_SRV_DIMENSION_TEXTURE1D 创建 Shader Resource View.

• StructuredBuffer

反射 StructuredBuffer 的时候 D3D_SHADER_INPUT_TYPE 的值是 D3D_SIT_STRUCTURED，D3D_SRV_DIMENSION 的值是 D3D_SRV_DIMENSION_BUFFER.

创建 StructuredBuffer 的时候可以使用 D3D11_BIND_SHADER_RESOURCE 参数进行 CreateBuffer. 然后使用 D3D11_SRV_DIMENSION_BUFFER 创建 Shader Resource View.

 

四. 总结

首先从资源创建来看，cbuffer / tbuffer / StructuredBuffer 的资源创建方法都是 CreateBuffer ，只是参数有所差别（D3D11_BIND_CONSTANT_BUFFER 和 D3D11_BIND_SHADER_RESOURCE），而 Texture 是使用 CreateTexture1D 来创建的，这就说明 cbuffer / tbuffer / StructuredBuffer 的本质都是 Buffer。而 Buffer 即可使用 Buffer 也可使用 Texture。另外，tbuffer / Buffer / Texture 除了创建资源本身之外还需要创建 SRV 才能使用.

其次从 Shader 使用资源来看，cbuffer 和 tbuffer 除了定义的关键字之外没有区别，使用起来都是用索引取数组中的数据。而 Buffer 和 Texture 都需要使用 Load 函数来取数据。要注意的是 Texture 的 Load 方法，虽然我们声明和创建的 Texture 是 1D Texture ，但是在 Load 的时候需要二维的纹理坐标，因为这个是真正的采样操作。