如何更新vulkan中每一帧的纹理？

Question

正如我的问题标题所说，我想为每一帧更新纹理。

我有个主意： 创建一个VkImage 作为具有以下配置的纹理缓冲区：
initialLayout = VK_IMAGE_LAYOUT_PREINITIALIZED
usage= VK_IMAGE_USAGE_SAMPLED_BIT

它的内存类型是VK_MEMORY_PROPERTY_HOST_VISIBLE_BIT | VK_MEMORY_PROPERTY_HOST_COHERENT_BIT

在绘制循环中：

第一帧：

1. 将纹理数据映射到VkImage（使用vkMapMemory）。
2. 将VkImage 布局从VK_IMAGE_LAYOUT_PREINITIALIZED 更改为VK_IMAGE_LAYOUT_SHADER_READ_ONLY_OPTIMAL。
3. 将此VkImage 用作纹理缓冲区。

第二帧：

第一帧之后的布局将是VK_IMAGE_LAYOUT_SHADER_READ_ONLY_OPTIMAL，我可以直接将下一个纹理数据映射到这个VkImage而不改变它的布局吗？如果我不能这样做，我可以将 VkImage 更改为哪个布局？

在 vkspec 11.4 中它说：

a 中使用的新布局 过渡不能是 VK_IMAGE_LAYOUT_UNDEFINED 或 VK_IMAGE_LAYOUT_PREINITIALIZED

所以，我无法将布局改回_PREINITIALIZED。
任何帮助将不胜感激。

Answer 1

这里有很多问题。

第一：

创建一个 VkImage 作为纹理缓冲区

没有这样的事情。相当于 OpenGL 缓冲区纹理的是 Vulkan 缓冲区视图。这不使用任何类型的VkImage。 VkBufferViews 没有图片布局。

其次，假设您正在使用某种VkImage，您已经认识到布局问题。除非纹理位于 GENERAL 布局中（除其他外），否则您无法修改纹理后面的内存。所以你必须强制转换到那个，等到转换命令真正完成执行，然后再做你的修改。

第三，Vulkan 的执行是异步的，与 OpenGL 不同，它不会对您隐藏这一点。当您想要更改相关图像时，着色器可能仍会访问它。所以通常情况下，你需要对这些东西进行双重缓冲。

在第 1 帧上，您为图像 1 设置数据，然后使用它进行渲染。在第 2 帧上，您为图像 2 设置数据，然后用它进行渲染。在第 3 帧，您覆盖图像 1 的数据（使用事件确保 GPU 已实际完成第 1 帧）。

或者，您可以通过使用暂存缓冲区来使用双缓冲，而无需 CPU 等待。也就是说，不是直接写入图像，而是写入主机可见内存。然后使用vkCmdCopyBufferToImage 命令将该数据复制到映像中。这样，CPU 在发送数据之前不必等待事件或栅栏来确保图像在GENERAL 布局中。

顺便说一句，Vulkan 不是 OpenGL。内存映射总是持久的；如果您要每帧都映射一块内存，就没有理由取消映射它。

Answer 2

对于您的情况，您不需要LAYOUT_PREINITIALIZED。这只会使您的代码复杂化（迫使您为第一帧提供单独的代码）。

LAYOUT_PREINITIALIZED 确实是一个非常特殊的布局，仅用于图像生命的开始。它对静态纹理更有用。

从LAYOUT_UNDEFINED开始，当你需要从CPU端写入Image时使用LAYOUT_GENERAL。

我提出这个方案：

渲染循环之前

1. 使用UNDEFINED 创建您的VkImage

第 1 到第 N 帧（又名渲染循环）

1. 将图像转换为GENERAL
2. 同步（可能与VkFence）
3. 映射图像、写入图像、取消映射（好吧，映射和取消映射可能在渲染循环之外）
4. 同步（可能隐式完成）
5. 将图像转换为您接下来需要的任何布局
6. 进行渲染等等
7. 从 1 点重新开始。

这是一个幼稚的实现，但对于普通爱好者使用应该足够了。

可以实现双缓冲访问——例如VkBuffer 用于 CPU 访问，VkImage 用于 GPU 访问。并且VkCmdCopy*必须进行数据交接。

它并不比上述方法复杂得多，并且可能会带来一些性能优势（如果您在项目阶段需要这些优势）。您通常希望您的资源在设备本地内存中，这通常也是主机不可见的。

它会是这样的：

渲染循环之前

1. 使用由HOST_VISIBLE 内存支持的UNDEFINED 创建您的VkBuffer b 并映射它
2. 使用由DEVICE_LOCAL 内存支持的UNDEFINED 创建您的VkImage i
3. 准备i 和b 之间的同步原语：例如如果传输在同一个队列中，则可以使用两个信号量或事件或障碍

第 1 到第 N 帧（又名渲染循环）

b 和 i 上的操作可以非常独立（甚至可以在不同的队列中）所以：

对于b：

1. 将b 转换为GENERAL
2. 与 CPU 同步（可能正在等待 VkFence 或 vkQueueIdle）
3. 无效（如果不连贯），写入，刷新（如果不连贯）
4. 与 GPU 同步（如果 3. 在队列提交之前隐式完成）
5. 将b 转换为TRANSFER
6. 同步以确保 i 未在使用中（可能正在等待 VkSemaphore）
7. 将i 转换为TRANSFER
8. 从b 到i 执行vkCmdCopy*
9. 同步让大家知道我已经完成了i（可能是VkSemaphore）
10. 从 1 点重新开始。

（2 处的栅栏和 6 处的信号量必须预先发出信号或跳过第一帧才能工作）

对于i：

1. 同步以确保i 可以免费使用（可能正在等待VkSemaphore）
2. 将i 转换为任何需要的对象
3. 进行渲染
4. 同步以告知我已完成i（可能会发出VkSemaphore 的信号）
5. 从 1 点重新开始。