Vulkan资源的逻辑大小和实际大小

最新推荐文章于 2024-08-25 16:10:34 发布

makefish

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分类专栏： Vulkan

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本文探讨了Vulkan中VkBuffer和VkImage的逻辑大小与实际大小的区别。逻辑大小指有效数据的存储需求，而实际大小可能因元数据而更大。VkBuffer的逻辑大小由VkBufferCreateInfo指定，实际大小在vkAllocateMemory时确定，如示例中128字节逻辑大小对应258字节实际大小。VkImage的逻辑大小由VkImageCreateInfo的extent指定，实际大小与格式相关。VkImage在数据拷贝时需确保目标大小不小于源大小，否则会引发错误。

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逻辑大小就是存储的有效数据的大小，譬如说存储了8个int，那么逻辑大小就是32。实际大小的话，则有可能比这个逻辑大小要大，主要是每个资源都有一些meta数据。

主要讨论两种Vulkan资源：VkImage，VkBuffer。

VkBuffer的逻辑大小是VkBufferCreateInfo来指定的。逻辑大小，其实就是实际上需要存储的数据的大小。譬如4x8的矩阵，每个元素是float32，那么逻辑大小就是4
x8x4=128字节。实际大小在调用vkAllocateMemory创建VkDeviceMemory的时候，通过VkMemoryAllocateInfo和VkMemoryRequirements来指定。我这边测试的一个例子，逻辑大小是128，实际是258（为什么正好是两倍？对齐？）。

VkImage的逻辑大小是VkImageCreateInfo的extent参数来指定的，spec 对extent的解释是：

extent is a VkExtent3D describing the number of data elements in each dimension of the base level.

其实这个data elements比较费解。到底是字节，还是一个像素呢？同样，假设要存入texture的数据大小是4x8的float32，即128bytes。那么，extent对应的实际大小应该也是128bytes。如果是rgba32f，每个像素占据了16bytes，那么extent的widthxheight=8。如果是r32f，每个像素占据了4bytes，那么extent的widthxheight=32。至于具体的width和height，在例子https://github.com/math3d/VulkanCompute/blob/master/base/ComputeOp.cpp#L101里面，我对height/4。

实际大小在调用vkAllocateMemory创建VkDeviceMemory的时候，通过VkMemoryAllocateInfo和VkMemoryRequirements来指定。实际大小不仅仅逻辑大小相关，还和格式有关：

VK_FORMAT_R32G32B32A32_SFLOAT	VK_FORMAT_R32_SFLOAT
RGBA32F	R32F
w x h x 4(rgba) x 4 (32/8)	w x h x 4(rgba) x 4 (32/8)

譬如逻辑大小是w x h，格式是VK_FORMAT_R32G32B32A32_SFLOAT，那么，实际大小是：w x h x 4(rgba) x 4 (32/8) 。（很奇怪的是：没有meta 信息。）

网页有讨论VkBuffer的逻辑大小和实际大小的区别，但是没有涉及到VkImage：https://www.reddit.com/r/vulkan/comments/6uixdr/buffer_size_vs_vkmemoryrequirements/

一个实际的例子：将VkBuffer里面的数据，拷贝到一个VkImage里面（https://github.com/math3d/VulkanCompute/commit/be1bd2bc28b613676a609b95090299d3395c841b）。
vkCreateBuffer创建一个4（width）x4（height）x4（size of int）大小的Buffer。
如果将这个buffer拷贝给一个VkImage，格式是VK_FORMAT_R32G32B32A32_SFLOAT。使用下面的方法设置VkBufferImageCopy：

bufferCopyRegion.imageExtent.width = width; //4
bufferCopyRegion.imageExtent.height = height; //4

系统就会报下面的错误：

vkCmdCopyBufferToImage(): pRegion[0] exceeds buffer size of 16 bytes. The spec valid usage text states 'The buffer region specified by each element of pRegions must be a region that is contained within srcBuffer' (https://www.khronos.org/registry/vulkan/specs/1.0/html/vkspec.html#VUID-vkCmdCopyBufferToImage-pRegions-00171).

我理解的是，这个时候，VkImage的逻辑大小是：

w x h x 4(rgba) x 4 (32/8)

目标大小比源的大。但是spec要求目标空间“contained within srcBuffer”。

修改为下面就不会报错了：

if (format == VK_FORMAT_R32G32B32A32_SFLOAT) {
  bufferCopyRegion.imageExtent.width = width/2;
  bufferCopyRegion.imageExtent.height = height/2;
} else
{
  bufferCopyRegion.imageExtent.width = width;
  bufferCopyRegion.imageExtent.height = height;
}