用于均匀缓冲区的Vulkan内存对齐

Question

我正在关注在线教程：vulkan-tutorial，其中作者添加了描述符池和描述符集的功能。

我使用的是Vulkan v1.2.135.0，而我的着色器设置为#version 450

我几乎完成了教程的这一部分，我能够渲染一个旋转的正方形，当我在Debug模式下编译和运行时，我从Vulkan层中没有得到任何错误。

我在上面的链接提供的页面底部附近，他在UniformBufferOjbect结构中引入了一个glm::vec2，在shader.vert中的相同对应结构中引入了一个vec2。

他改变了这些：

// Defined in C++ file
struct UniformBufferObject {
    glm::mat4 model;
    glm::mat4 view;
    glm::mat4 proj;
};

// Defined in shader.vert
layout(binding = 0) uniform UniformBufferObject {
    mat4 model;
    mat4 view;
    mat4 proj;
} ubo;

设置为以下内容：

// Defined in C++ file
struct UniformBufferObject {
    glm::vec2 foo;
    glm::mat4 model;
    glm::mat4 view;
    glm::mat4 proj;
};

// Defined in shader.vert
layout(binding = 0) uniform UniformBufferObject {
    vec2 foo;
    mat4 model;
    mat4 view;
    mat4 proj;
} ubo;

我遵循了示例，并使用提供的工具重新编译着色器，将其转换为SPV二进制文件。正如他建议的那样，屏幕上没有任何渲染，因为这与Vulkan需要的memory-alignment有关……

他通过说明如何解决此问题来简要说明内存对齐问题。他建议做两件事。第一种是使用C++11或更大的alignas(16)修饰符。

然后他指出，如果我们要将UniformBufferObject更改为以下内容：

// Defined in C++ file
struct UniformBufferObject {
    glm::vec2 foo;
    alignas(16) glm::mat4 model;
    glm::mat4 view;
    glm::mat4 proj;
};

然后编译并再次运行程序，使其能够正确呈现，但是，我仍然得到一个黑屏。

他还建议在包含它的头文件之前使用glm的#define GLM_FORCE_DEFAULT_ALIGNED_GENTYPES指令，它仍然没有渲染任何东西到屏幕上……

我甚至将UniformBufferObject修改为：

// Defined in C++ file
struct UniformBufferObject {
    glm::vec2 foo;
    alignas(16) glm::mat4 model;
    alignas(16) glm::mat4 view;
    alignas(16) glm::mat4 proj;
};

尽管如此，还是没有任何东西被渲染。我不知道为什么这不能像教程中建议的那样工作。

Answer 1

从个人经验来看，UBO结构应该是向量4对齐的。结构的第一个字段打破了这种对齐方式。

最快的(最)修复方法是

struct UniformBufferObject {
    glm::vec4 foo;
    glm::mat4 model;
    glm::mat4 view;
    glm::mat4 proj;
};

在着色器中，只需使用ubo.foo.xy swizzle获取vec2即可。

当然，着色器代码也应该修改为

layout(binding = 0) uniform UniformBufferObject {
    vec4 foo;
    mat4 model;
    mat4 view;
    mat4 proj;
} ubo;

Answer 2

vec2的对齐方式必须为8

• a a of 4
  • a vec2 a alignement of 8
  • a vec3，vec4，mat4 an alignement of 16

你必须像这样纠正：

struct UniformBufferObject {
    alignas(8) glm::vec2 foo;
    alignas(16) glm::mat4 model;
    alignas(16) glm::mat4 view;
    alignas(16) glm::mat4 proj;
};

UBO使用规则std140，您可以检查此规则以了解如何处理它:)