在 Vulkan 中翻转视口

Question

来自规范：

VK_KHR_maintenance1

允许在 slink::VkViewport::height 字段中指定负高度以执行 y 反转 剪辑空间到帧缓冲区空间的转换。这允许应用程序避免 必须在着色器中使用 gl_Position.y = -gl_Position.y 也针对 其他 API。

我的物理设备支持版本1.0.42，并且我启用了VK_KHR_maintenance1。 当我在 VkViewport 结构中设置负高度时，我没有收到任何验证错误/警告。

vkCmdSetViewport(vkContext.commandBuffer, 0, 1, &viewport);

但是我在屏幕上也看不到任何东西，它是黑色的，如果我删除 viewport 中的负值，一切都会按预期呈现。我需要做任何其他事情来使用VK_KHR_maintenance1 extension 翻转视口吗？我只是在屏幕上渲染一个带有全屏视口的红色四边形。

VkViewport viewport = {};
viewport.x = 0.0f;
viewport.y = 0.0f;
viewport.width = 1024.0f;
viewport.height = -1024.0f;
viewport.minDepth = 0.0f;
viewport.maxDepth = 1.0f;
vkCmdSetViewport(vkContext.commandBuffer, 0, 1, &viewport);

顶点着色器：

void main() {
        vec4 positions[3] = {
        vec4(-1.0, -1.0, 0.0, 1.0),
        vec4(3.0, -1.0, 0.0, 1.0),
        vec4(-1.0, 3.0, 0.0, 1.0)
    };
    gl_Position = positions[gl_VertexIndex % 3];
}

片段着色器：

void main() {
    outFragColor = vec4(1,0,0,1);
}

Answer 1

只需计算一下即可。你有所有的数字，规范明确地列出了一切。

帧缓冲空间顶点坐标的 Y 分量方程为：

Yf = (Py / 2) Yd + Oy
Oy = viewport.y + viewport.height / 2.0
Py = viewport.height

Yf 是帧缓冲空间 Y 分量，Yd 是 NDC 空间 Y 分量。

如果你插入一个积极的height 1024，你会得到什么数字？对于 -1 的 Yd，您将获得 0.0 的 Yf。对于 3 的 Yd，您将获得 2048 的 Yf。

在 Vulkan 中，“自然”视口变换通过将 -1 置于 viewport.x/y 并将 1 置于 viewport.width/height 来映射 NDC 空间。请记住：Vulkan 的图像具有左上角的原点，正值向下和向右移动。所以 0.0 的 Yf 位于顶部，而 2048 的 Yf 位于屏幕底部。因此，三角形（部分）位于视口的可见区域内。

鉴于此，当您使用否定的height 时会发生什么？数学没有改变；只是结果。对于 -1 的 Yd，您会得到 0.0 的 Yf，就像以前一样。对于 3 的 Yd，您会得到 -2048 的 Yf。

那看起来像什么？好吧，视口的含义没有改变；只是数字。这意味着帧缓冲区图像的可见区域仍然在左上角，向下。因此，-2048 的值高于视口。

简而言之，负高度会翻转视口。但这会在视口原点翻转它，而不是在屏幕中心。视口原点位于左上角并向右下方。因此，翻转它会将之前在屏幕上可见的所有内容翻转。您现在正在查看屏幕的不同区域，在您的情况下该区域是空白的。

如果你想翻转视口中心周围的所有东西，那么你需要调整viewport.y来补偿负高度。具体来说，它需要是正高度。