hello triangle
本篇主要讲如何用VSG绘制一个三角形。本篇主要参考了vsgExamples的vsgdraw,内容精简为绘制一个三角形,将涉及到uniform相关的部分放到未来的博客中吧。主要内容与learnOpenGL的hello Triangle章节相近。
由于下面写的很是杂乱一方面是Vulkan内容繁多,另一方面是本人的能力和时间有限,各位可以查看这里直接阅读代码可能会更加清晰,个人为了培养自己的能力,使用了英文注释,敬请谅解。
共有两个简单的示例,使用了类似于OpenGL中drawArray和drawElement两种绘制方式
VSG在很大程度上与Vulkan的接口类似,如果想使用VSG随心所欲的做各种各样的功能,还是需要多去查看Vulkan的相关文档和教程的。vulkan官网上的教程还是需要查看的。
渲染管线
渲染管线的各个阶段各种渲染API应该是基本相同的,部分阶段可能会有所删节,这个部分想要深刻了解还是应该参考 Real Time Rendering这个部分各种博客文章大多都是将RTR中的管线图粘贴出来而已。
Vulkan需要先将整个绘制管线基本确定,随后进行绘制操作。整个管线设置是非常冗长的,VSG做了封装,让很多过程变的简单了很多。使用vsg的默认管线会比较容易配置,我觉得还是需要先看一看相对复杂但更容易与Vulkan做对照的配置过程
着色器
这里使用了learnOpenGL的中对应章节的着色器。
std::string vertexShaderSource{R"(
#version 450
layout(location = 0) in vec3 vsg_Vertex;
void main()
{
gl_Position = vec4(vsg_Vertex, 1.0f);
})"
};
std::string fragmentShaderSource{R"(
#version 450
layout(location = 0) out vec4 outColor;
void main()
{
outColor = vec4(1.0f, 0.5f, 0.2f, 1.0f);
})"
};
创建shader
vsg::ref_ptr<vsg::ShaderStage> vertexShader = vsg::ShaderStage::create(VK_SHADER_STAGE_VERTEX_BIT, "main", vertexShaderSource);
vsg::ref_ptr<vsg::ShaderStage> fragmentShader = vsg::ShaderStage::create(VK_SHADER_STAGE_FRAGMENT_BIT, "main", fragmentShaderSource);
if (!vertexShader || !fragmentShader)
{
std::cout << "Could not create shaders." << std::endl;
return 1;
}
顶点数据的信息描述
vulkan中我暂时没看到VAO对应的概念,这里但是与VBO设置相近的概念如下
vsg::VertexInputState::Bindings vertexBindingsDescriptions{
VkVertexInputBindingDescription{0, sizeof(vsg::vec3), VK_VERTEX_INPUT_RATE_VERTEX}, // vertex data
};
vsg::VertexInputState::Attributes vertexAttributeDescriptions{
VkVertexInputAttributeDescription{0, 0, VK_FORMAT_R32G32B32_SFLOAT, 0}, // vertex data
};
管线构造
代码如下
// I use data from learnOpengl - hello Triangle, the triangl direction is not point out of the screen because of different NDC in vulkan
auto rasterization = vsg::RasterizationState::create();
rasterization->cullMode = VK_CULL_MODE_NONE;
vsg::GraphicsPipelineStates pipelineStates{
vsg::VertexInputState::create(vertexBindingsDescriptions, vertexAttributeDescriptions),
vsg::InputAssemblyState::create(),
rasterization,
vsg::MultisampleState::create(),
vsg::ColorBlendState::create(),
};
这里有两个要强调一下的点,发生在从视点坐标系映射到规范化坐标系的过程中。与OpenGL不同,Vulkan中的规范化坐标系是右手系,z坐标指向屏幕内。其次就是vulkan中的z坐标范围为0.0-1.0。
StateGroup节点
VSG毕竟是一个场景图,vsg::StateGroup就是描述渲染管线的对应节点,该节点下添加的图元自然就是使用该渲染管线进行绘制了,下面是在本节配置该节点的方法。
auto pipelineLayout = vsg::PipelineLayout::create();
auto graphicsPipeline = vsg::GraphicsPipeline::create(pipelineLayout, vsg::ShaderStages{ vertexShader, fragmentShader }, pipelineStates);
auto bindGraphicsPipeline = vsg::BindGraphicsPipeline::create(graphicsPipeline);
// create StateGroup as the root of the scene/command graph to hold the GraphicsPipeline
auto scenegraph = vsg::StateGroup::create();
scenegraph->add(bindGraphicsPipeline);
添加图元
使用类似drawArray方式添加
// set up vertex arrays
auto vertices = vsg::vec3Array::create(
{ {-0.5f, -0.5f, 0.5f},
{0.5f, -0.5f, 0.5f},
{0.5f, 0.5f, 0.5f} });
// setup geometry
auto drawCommands = vsg::Commands::create();
drawCommands->addChild(vsg::BindVertexBuffers::create(0, vsg::DataList{ vertices}));
drawCommands->addChild(vsg::Draw::create(3, 1, 0, 0));
scenegraph->addChild(drawCommands);
类似drawElement方式添加
// set up vertex arrays
auto vertices = vsg::vec3Array::create(
{ {-0.5f, -0.5f, 0.5f},
{0.5f, -0.5f, 0.5f},
{0.5f, 0.5f, 0.5f} });
// in vulkan NDC, x axis point to right, y axis point to bottom, z point in the screen, it is right handed system
// in this section, use indices to let the traingle point out.
auto indices = vsg::ushortArray::create(
{ 0, 2, 1});
// setup geometry
auto drawCommands = vsg::Commands::create();
drawCommands->addChild(vsg::BindVertexBuffers::create(0, vsg::DataList{ vertices }));
drawCommands->addChild(vsg::BindIndexBuffer::create(indices));
drawCommands->addChild(vsg::DrawIndexed::create(3, 1, 0, 0, 0));
scenegraph->addChild(drawCommands);