统一缓冲区的 Vulkan 内存对齐

Question

我正在关注在线教程：vulkan-tutorial，作者正在其中添加描述符池和描述符集的功能。

我正在使用 Vulkan v1.2.135.0，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，当我在调试模式下编译和运行时，我没有从 Vulkan 层中得​​到任何错误。

我在上面链接提供的页面底部附近，他在UniformBufferOjbect 结构中引入了glm::vec2，在shader.vert 中的同一相应结构中引入了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;

致以下：

// 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;

我按照示例并使用提供的工具重新编译了着色器，将其转换为SPV 二进制文件。正如他所暗示的那样，屏幕上没有渲染任何内容，因为这与 Vulkan 所需的 memory-alignment 有关...

他通过说明如何解决此问题简要解释了内存对齐问题。他建议做两件事……第一件事是使用 C++11 或更高版本的 alignas(16) 修饰符。

然后他说如果我们要将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;
};

然后再次编译并运行程序，它应该可以正确呈现，但是，我仍然得到一个黑屏。

他还建议在包含我所做的头文件之前使用glm 的#define GLM_FORCE_DEFAULT_ALIGNED_GENTYPES 指令。它仍然没有在屏幕上渲染任何东西......

我什至将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;
};

仍然没有渲染。我不知道为什么这不能按照教程的建议工作。

Answer 1

vec2 的对齐必须为 8

• 浮点数为 4 的对齐方式
• vec2 对齐 8
• 一个 vec3, vec4, mat4 一个 16 的对齐方式

你必须这样改正：

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，您可以查看此规则以了解如何处理它:)

Answer 2

根据个人经验，UBO 结构应该与 vec4 对齐。结构的第一个字段打破了这种对齐方式。

快速（est）修复可以是

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 即可获得 vec2。

当然，shader代码也要修改为

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