在 Vulkan 中是否需要在多个具有透明度的绘图调用之间进行同步？

Question

我正在学习 Vulkan，我刚刚使用原始 ImGui 存储库中的 Vulkan-GLFW 示例将 ImGui 集成到我的代码中，并且效果很好。

现在我想在屏幕上同时渲染 GUI 和我的 3D 模型，由于 GUI 和模型肯定需要不同的着色器，我需要使用多个管道并提交多个命令。 GUI 是部分透明的，所以我希望它在模型之后呈现。 Vulkan 规范指出命令的执行顺序不太可能是我记录命令的顺序，因此我需要某种同步。在this Reddit post 中提出了几种完全实现我的目标的方法，我曾经认为我必须使用多个子通道（连同子通道依赖）或屏障或其他类似的同步方法来解决这个问题。

然后我查看了SaschaWillems' Vulkan examples，虽然在 ImGui 示例中，我看到两个绘制调用之间没有同步，它只是先记录绘制模型的命令，然后记录绘制 GUI 的命令。

我很困惑。在这种情况下真的需要同步，还是我误解了命令重新排序或混合的一些内容？谢谢。

Answer 1

想想你在做什么。为什么你认为两组命令之间需要同步？因为第二组命令需要和第一组的数据混合，对吧？因此，它需要进行读/修改/写（RMW），它必须能够读取上一组命令写入的数据。读取的数据必须已经写入，这通常需要同步。

但请多想想这意味着什么。混合必须从帧缓冲区中读取来完成它的工作。但是......深度测试也是如此，对吗？它必须读取现有样本的深度值，将其与传入的片段进行比较，然后根据深度测试是否丢弃片段。所以基本上每个使用深度测试的绘图调用都包含一个帧缓冲区读取/修改/写入。

然而……你的深度测试有效。它们不仅可以在没有显式同步的绘制调用之间工作，它们还可以在绘制调用内工作。如果绘制调用中的两个三角形重叠，则通过顶部看到底部的三角形没有任何问题，对吗？您不必进行三角形间同步以确保先前三角形的写入在读取之前完成。

不知何故，深度测试的 RMW 无需任何显式同步即可工作。那么...为什么您认为混合阶段的 RMW 不正确？

Vulkan 规范规定命令和命令中的阶段将以基本上无序的方式执行，但有几个例外。最明显的是存在显式执行障碍/依赖关系。但它也表示，固定功能的每个样本测试和混合阶段将始终（好像）按提交顺序（在子通道内）执行。不仅如此，它还要求生成的三角形在命令中也以特定的、明确定义的顺序执行这些阶段（好像）。

这就是您的深度测试不需要同步的原因； Vulkan 要求对此进行处理。这也是您的混合不需要同步（在子通道内）的原因。

所以你有很多选择（按照从最快到最慢的顺序）：

• 在与非 UI 相同的子通道中呈现您的 UI。只需根据需要更改管道即可。
• 在子通道中渲染您的 UI，显式依赖于非 UI 子通道的帧缓冲区图像。虽然这在技术上较慢，但如果有的话，它可能不会慢很多。此外，这对于延迟渲染很有用，因为您的 UI 需要在光照通道之后发生，这无疑是它自己的子通道。
• 在不同的渲染过程中渲染您的 UI。这仅在您需要执行一些全屏工作 (SSAO) 的情况下才真正需要，这些工作会强制您的非 UI 渲染过程无论如何都要终止。