Ch7-4 初识Push Constant

本节的main.cpp对应示例代码中的：Ch7-4.hpp

Push constant是在着色器中使用可由CPU侧变更的常量的最简单方式。
这一节尝试使用push constant来为三角形指定位移，并用实例化来绘制多个在不同位置的三角形。

使用Push Constant绘制多个三角形的流程

在之前Ch7-1.hpp用顶点缓冲区绘制三角形代码的基础上，使用顶点和push constant绘制三角形需要经历以下步骤：
1.书写push constant所需数据
2.创建管线布局
3.书写着色器
4.在命令缓冲区中更新push constant并绘制

通过录制命令来更新push constant，更新的常量会被直接记录在命令缓冲区中。这也意味着，每次重新录制命令缓冲区时，都得包含相应的命令。
管线能使用的push constant常量的大小为128个字节。

书写Push Constant所需数据

跟上一节一样，在主函数里添加每个三角形的位移数据，不过这次不建立顶点缓冲区： 

glm::vec2 pushConstants[] = {
    {  .0f, .0f },
    { -.5f, .0f },
    {  .5f, .0f },
};

参见块成员的内存布局，push constant在着色器中默认为std430布局，那么以上数组中vec2类型的对齐为8，同C++代码中一致，不需要在以上C++代码中填补额外的空数据。

创建新的管线布局

创建管线布局时，定义一个VkPushConstantRange： 

void CreateLayout() {
    VkPushConstantRange pushConstantRange = {
        VK_SHADER_STAGE_VERTEX_BIT,
        0,//offset
        24//范围大小，3个vec2是24
    };
    VkPipelineLayoutCreateInfo pipelineLayoutCreateInfo = {
        .pushConstantRangeCount = 1,
        .pPushConstantRanges = &pushConstantRange
    };
    pipelineLayout_triangle.Create(pipelineLayoutCreateInfo);
}

PushConstant.vert.shader

新建PushConstant.vert.shader，基于InstancedRendering.vert.shader略作修改即可： 

#version 460
#pragma shader_stage(vertex)

layout(push_constant) uniform pushConstants {
    vec2 u_Positions[3];
};

layout(location = 0) in vec2 i_Position;
layout(location = 1) in vec4 i_Color;
layout(location = 0) out vec4 o_Color;

void main() {
    gl_Position = vec4(i_Position + u_Positions[gl_InstanceIndex], 0, 1);
    o_Color = i_Color;
}

别忘了更改CreatePipeline(...)： 

void CreatePipeline() {
    static shaderModule vert("shader/PushConstant.vert.spv");
    //省略后续代码
}

在命令缓冲区中更新Push Constant

用vkCmdPushConstants(...)更新push constant：

void VKAPI_CALL vkCmdPushConstants(...) 的参数说明

VkCommandBuffer commandBuffer

命令缓冲区的handle

VkPipelineLayout layout

管线布局的handle

VkShaderStageFlags stageFlags

涉及到的可编程管线阶段，必须注明涉及到的所有阶段

uint32_t offset

要更新的范围距离整个push constant范围的起始位置，单位是字节，必须是4的倍数

int32_t size

要更新的范围的大小，单位是字节，必须是4的倍数

const void* pValues

指向用于更新push constant的数据

  • 若各个阶段的push constant范围有所重叠，更新重叠的部分时必须在stageFlags注明涉及到的所有阶段。而如果某个范围不会被某个阶段使用，更新该范围时不能注明无关的阶段。

  • 更新push constant和绑定管线不分先后，只要绘制时所绑定管线的布局和提供给本函数的布局兼容即可。
    比如，对于这样的流程：绑定管线A → 使用管线A的布局更新push_constant → 绘制 → 绑定管线B → 绘制
    若其中管线A和B的管线布局不同，只要创建管线布局时VkPipelineLayoutCreateInfo::pPushConstantRanges中指定的各个范围相同，那么在绑定管线B前提供的push constant数据对管线B同样有效（官方文档中关于管线布局兼容性的说明）。

  • 是否正确遵循上述两条，跟是否正确渲染没有必然联系！各厂家的驱动会有不同表现，Ch8-1 离屏渲染中有个例子。

在vkCmdDraw(...)前加入以下代码： 

vkCmdPushConstants(commandBuffer, pipelineLayout_triangle, VK_SHADER_STAGE_VERTEX_BIT, 0, sizeof pushConstants, &pushConstants);

绘制3个实例： 

vkCmdDraw(commandBuffer, 3, 3, 0, 0);

运行程序，你应该会看到以下图像（跟上一节的一样）：

_images/ch7-3-1.png