在Vulkan中,渲染通道 Render Pass
是一个描述渲染过程中使用的附件的对象,可以包含多个 subpass
和附件依赖关系
假设我们需要创建一个render pass,它包含2个附件、1个子通道、2个子通道依赖
步骤如下:
1、创建附件(颜色附件和深度/模板缓冲附件)
- 当你创建附件时,它的描述符中并没有指定该附件是颜色附件还是深度附件,仅仅是描述了这块内存的像素格式等信息
- 对于附件描述符内的
initialLayout
、finalLayout
指定的是该附件在Renderpass之前和之后的布局,这个布局会在渲染过程中发生改变,不过最终布局还是会变成finalLayout
指定的那样
void setupRenderPass()
{
// 两个附件的描述符
std::array<VkAttachmentDescription, 2> attachments = {
};
attachments[0].format = VK_FORMAT_B8G8R8A8_UNORM;
attachments[0].samples = VK_SAMPLE_COUNT_1_BIT; // 不使用多重采样
attachments[0].loadOp = VK_ATTACHMENT_LOAD_OP_CLEAR; // 在渲染通道开始时清除此附件
attachments[0].storeOp = VK_ATTACHMENT_STORE_OP_STORE; // 在渲染通道结束后保留其内容(以供显示)
attachments[0].stencilLoadOp = VK_ATTACHMENT_LOAD_OP_DONT_CARE; // 不使用模板,所以不需要加载
attachments[0].stencilStoreOp = VK_ATTACHMENT_STORE_OP_DONT_CARE;// 同上
attachments[0].initialLayout = VK_IMAGE_LAYOUT_UNDEFINED; // 渲染通道开始时的布局。初始布局并不重要,所以我们使用未定义的布局
attachments[0].finalLayout = VK_IMAGE_LAYOUT_PRESENT_SRC_KHR; // 渲染通道结束时转换到的布局,由于我们想将颜色缓冲区呈现到交换链,因此我们转换为PRESENT_KHR布局
attachments[1].format = VK_FORMAT_D32_SFLOAT_S8_UINT;
attachments[1].samples = VK_SAMPLE_COUNT_1_BIT;
attachments[1].loadOp = VK_ATTACHMENT_LOAD_OP_CLEAR; // 在第一个子通道开始时清除深度
attachments[1].storeOp = VK_ATTACHMENT_STORE_OP_DONT_CARE; // 渲染通道结束后我们不需要深度(DONT_CARE可以提高性能)
attachments[1].stencilLoadOp = VK_ATTACHMENT_LOAD_OP_DONT_CARE; // 没使用模板
attachments[1].stencilStoreOp = VK_ATTACHMENT_STORE_OP_DONT_CARE;
attachments[1].initialLayout = VK_IMAGE_LAYOUT_UNDEFINED; // 理由同上
attachments[1].finalLayout = VK_IMAGE_LAYOUT_DEPTH_STENCIL_ATTACHMENT_OPTIMAL; // 转换为深度/模板附件的布局
2、创建subpass中需要用到的附件的引用
- 附件引用是用来指定在子通道中使用附件的方式的。通过附件引用,我们可以指定每个子通道将使用哪个附件、以及该附件在
subpass
中的初始布局 - 为什么有附件引用这一层,而不直接使用附件呢?
如果直接使用附件,我们就无法控制每个子通道中使用附件的方式和初始布局方式,例如每个子通道使用的布局不同,或者某个子通道中不需要使用某个附件。而通过附件引用,我们可以灵活地控制每个子通道中附件的使用方式,从而提高渲染效率和质量 - 如果有多个子通道,就需要创建对应数量的附件引用。在子通道描述符中,可以指定使用哪些附件引用,以及它们在当前子通道中的使用方式
VK_IMAGE_LAYOUT_COLOR_ATTACHMENT_OPTIMAL
是一个指定图像布局的枚举值,表示图像在当前子通道中被用作颜色附件时的最优布局。这个布局是对颜色附件进行优化的,以便最大化图形渲染的性能。这个布局在颜色附件被用作输入附件时是不合适的,因为它会使输入附件的读取性能变慢。后面的深度附件引用也同理
// Setup attachment references
VkAttachmentReference colorReference = {
};
colorReference.attachment = 0;
colorReference.layout = VK_IMAGE_LAYOUT_COLOR_ATTACHMENT_OPTIMAL;
VkAttachmentReference depthReference = {
};
depthReference.attachment = 1;
depthReference.layout = VK_IMAGE_LAYOUT_DEPTH_STENCIL_ATTACHMENT_OPTIMAL;
3、创建子通道
子通道的处理过程中,附件引用的布局在创建引用的时候就指定过了
VkSubpassDescription subpassDescription = {
};
subpassDescription.pipelineBindPoint = VK_PIPELINE_BIND_POINT_GRAPHICS;
subpassDescription.colorAttachmentCount = 1;
subpassDescription.pColorAttachments = &colorReference; // 颜色附件引用
subpassDescription.pDepthStencilAttachment = &depthReference;// 深度附件引用
4、创建子通道依赖
- 只有一个子通道,但需要两个子通道依赖,原因是需要对两种附件进行不同的状态变换
VK_SUBPASS_EXTERNAL
是一个特殊的常数,它代表所有在实际渲染通道之外执行的命令- 每个子通道对应的附件布局会根据需要进行隐式布局转换,通过子通道依赖进行定义,比如将颜色附件布局从
COLOR_ATTACHMENT_OPTIMAL
转换为TRANSFER_SRC_OPTIMAL
以进行图像数据拷贝
// Setup subpass dependencies
std::array<VkSubpassDependency, 2> dependencies;
dependencies[0].srcSubpass = VK_SUBPASS_EXTERNAL;
dependencies[0].dstSubpass = 0;
dependencies[0].srcStageMask = VK_PIPELINE_STAGE_EARLY_FRAGMENT_TESTS_BIT | VK_PIPELINE_STAGE_LATE_FRAGMENT_TESTS_BIT;
dependencies[0].dstStageMask = VK_PIPELINE_STAGE_EARLY_FRAGMENT_TESTS_BIT | VK_PIPELINE_STAGE_LATE_FRAGMENT_TESTS_BIT;
dependencies[0].srcAccessMask = VK_ACCESS_DEPTH_STENCIL_ATTACHMENT_WRITE_BIT;
dependencies[0].dstAccessMask = VK_ACCESS_DEPTH_STENCIL_ATTACHMENT_WRITE_BIT | VK_ACCESS_DEPTH_STENCIL_ATTACHMENT_READ_BIT;
dependencies[0].dependencyFlags = 0;
dependencies[1].srcSubpass = VK_SUBPASS_EXTERNAL;
dependencies[1].dstSubpass = 0;
dependencies[1].srcStageMask = VK_PIPELINE_STAGE_COLOR_ATTACHMENT_OUTPUT_BIT;
dependencies[1].dstStageMask = VK_PIPELINE_STAGE_COLOR_ATTACHMENT_OUTPUT_BIT;
dependencies[1].srcAccessMask = 0;
dependencies[1].dstAccessMask = VK_ACCESS_COLOR_ATTACHMENT_WRITE_BIT | VK_ACCESS_COLOR_ATTACHMENT_READ_BIT;
dependencies[1].dependencyFlags = 0;
5 、创建Render pass
// Create the actual renderpass
VkRenderPassCreateInfo renderPassInfo = {
};
renderPassInfo.sType = VK_STRUCTURE_TYPE_RENDER_PASS_CREATE_INFO;
renderPassInfo.attachmentCount = static_cast<uint32_t>(attachments.size()); // renderpass附件数
renderPassInfo.pAttachments = attachments.data();
renderPassInfo.subpassCount = 1; // subpass个数
renderPassInfo.pSubpasses = &subpassDescription;
renderPassInfo.dependencyCount = static_cast<uint32_t>(dependencies.size()); // subpass dependencies个数
renderPassInfo.pDependencies = dependencies.data();
VK_CHECK_RESULT(vkCreateRenderPass(device, &renderPassInfo, nullptr, &renderPass));
}