Vulkan 渲染管线
渲染管线可以看作是一条生产流水线,定义了从输入顶点到输出图像的所有步骤,它包括一系列固定和可编程阶段,这些阶段按照顺序执行,以完成渲染任务
Vulkan
渲染管线的许多阶段是可选的,你可以禁用它们,或者 Vulkan
实现可能根本不支持这些功能
管线中唯一必须启用的阶段是顶点做着色器(VertexShader
),其余阶段和功能可以根据需要选择启用或者禁用,比如几何着色器、片段着色器和光栅化阶段等
Vulkan
中提供了高度的灵活性,让开发者能够根据需求配置渲染管线
Vulkan turorial:
The graphics pipeline in Vulkan is set up by creating a VkPipeline object. It describes the configurable state of the graphics card, like the viewport size and depth buffer operation and the programmable state using VkShaderModule objects.
(VkPipeline 描述了GPU的所有可配置部分)
顶点输入阶段
顶点输入阶段主要是从应用程序传递的顶端缓存区中读取顶点数据,并传递给后续阶段,顶点数据通常包括顶点位置、法线、颜色和纹理坐标等
顶点输入阶段需要配置顶点绑定描述符(描述顶点缓存区的布局)和顶点属性描述符(描述顶点数据的格式和偏移量)。开发者在此阶段定义如何从顶点缓冲区中获取数据
顶点绑定描述符对应的结构是 VkVertexInputBindingDescription
,顶点属性描述符对应的结构体 VkVertexInputAttributeDescription
,通过下面的代码体现其含义
// 定义顶点输入绑定描述符,描述顶点的布局
VkVertexInputBindingDescription vertex_input_bindings{
.binding = 0, // 绑定索引,指定顶点数据绑定的槽位(索引)
.stride = 8 * sizeof(float), // 每个顶点的数据跨度,即每个顶点数据的字节大小(8个float:3个float顶点坐标,2个float纹理坐标,3float个法向量)
.inputRate = VK_VERTEX_INPUT_RATE_VERTEX, // 指定输入率为每个顶点(每个顶点都有一组数据)
};
//定义顶点输入属性描述符数组,指定每个顶点属性的格式个偏移量
VkVertexInputAttributeDescription vertex_input_attributes[3]{
{
.location = 0, // 输入属性的位置,匹配顶点着色器中的输入变量
.binding = 0, // 顶点绑定索引,指定此属性从哪个绑定中获取数据
.format = VK_FORMAT_R32G32B32_SFLOAT, // 属性的数据格式,这里是3个float(X, Y, Z坐标)
.offset = 0, // 数据在顶点中的偏移量,这里从第0个字节开始
},
{
.location = 1, // 第二个输入属性的位置,通常用于纹理坐标
.binding = 0, // 绑定索引,仍然是从同一个绑定中获取数据
.format = VK_FORMAT_R32G32_SFLOAT, // 属性的数据格式,这里是2个float(纹理坐标U, V)
.offset = sizeof(float) * 3, // 数据在顶点中的偏移量,这里从第3个float开始(跳过XYZ坐标)
},
{
.location = 2, // 第三个输入属性的位置
.binding = 0, // 绑定索引
.format = VK