이 장에서는 그래픽스 파이프라인을 사용할 때 애플리케이션이 어떻게 데이터를 정점 쉐이더에 매핑하는지에 대한 깊은 이해를 위해 사양서의 고정 함수 정점 처리 챕터의 개요를 설명합니다.
Vulkan은 다양한 방식으로 사용할 수 있는 도구라는 점을 기억하세요. 다음은 정점 데이터를 어떻게 배치할 수 있는 지에 대한 교육 목적의 예시입니다.
바인딩 은 정점 쉐이더가 vkCmdDraw* 호출 중에 데이터를 읽기 시작할 정점 버퍼의 위치에 연결됩니다. 바인딩 을 변경해도 앱의 정점 쉐이더 소스 코드를 변경할 필요는 없습니다.
예를 들어, 다음 코드는 바인딩 이 작동하는 방식에 대한 다이어그램과 일치합니다.
// 이 예제에서는 양쪽 바인딩에 동일한 버퍼를 사용합니다
VkBuffer buffers[] = { vertex_buffer, vertex_buffer };
VkDeviceSize offsets[] = { 8, 0 };
vkCmdBindVertexBuffers(
my_command_buffer, // commandBuffer
0, // firstBinding
2, // bindingCount
buffers, // pBuffers
offsets, // pOffsets
);
다음 예제에서는 데이터 입력에 따라 바인딩 및 위치 값을 설정하는 다양한 방법을 보여줍니다.
첫 번째 예제에서 정점별 속성 데이터는 다음과 같습니다:
struct Vertex {
float x, y, z;
uint8_t u, v;
};
파이프라인 생성 정보 코드는 대략 다음과 같습니다:
const VkVertexInputBindingDescription binding = {
0, // binding
sizeof(Vertex), // stride
VK_VERTEX_INPUT_RATE_VERTEX // inputRate
};
const VkVertexInputAttributeDescription attributes[] = {
{
0, // location
binding.binding, // binding
VK_FORMAT_R32G32B32_SFLOAT, // format
0 // offset
},
{
1, // location
binding.binding, // binding
VK_FORMAT_R8G8_UNORM, // format
3 * sizeof(float) // offset
}
};
const VkPipelineVertexInputStateCreateInfo info = {
1, // vertexBindingDescriptionCount
&binding, // pVertexBindingDescriptions
2, // vertexAttributeDescriptionCount
&attributes[0] // pVertexAttributeDescriptions
};이것을 사용하는 GLSL 코드는다음과 같습니다
layout(location = 0) in vec3 inPos;
layout(location = 1) in uvec2 inUV;이 예제에서는 정점 데이터가 빽빽하게 채워지지 않고 여분의 패딩이 있는 경우를 살펴봅니다.
struct Vertex {
float x, y, z, pad;
uint8_t u, v;
};파이프라인 생성 시 오프셋을 조정하는 것만 변경하면 됩니다
1, // location
binding.binding, // binding
VK_FORMAT_R8G8_UNORM, // format
- 3 * sizeof(float) // offset
+ 4 * sizeof(float) // offset이제 u 와 v 를 읽어들이는 위치에 대한 올바른 오프셋이 설정됩니다.
데이터가 인터리브되지 않은 경우는 다음과 같습니다
float position_data[] = { /*....*/ };
uint8_t uv_data[] = { /*....*/ };
이 경우 바인딩은 2개이지만 여전히 2개의 위치가 있습니다
const VkVertexInputBindingDescription bindings[] = {
{
0, // binding
3 * sizeof(float), // stride
VK_VERTEX_INPUT_RATE_VERTEX // inputRate
},
{
1, // binding
2 * sizeof(uint8_t), // stride
VK_VERTEX_INPUT_RATE_VERTEX // inputRate
}
};
const VkVertexInputAttributeDescription attributes[] = {
{
0, // location
bindings[0].binding, // binding
VK_FORMAT_R32G32B32_SFLOAT, // format
0 // offset
},
{
1, // location
bindings[1].binding, // binding
VK_FORMAT_R8G8_UNORM, // format
0 // offset
}
};
const VkPipelineVertexInputStateCreateInfo info = {
2, // vertexBindingDescriptionCount
&bindings[0], // pVertexBindingDescriptions
2, // vertexAttributeDescriptionCount
&attributes[0] // pVertexAttributeDescriptions
};GLSL 코드는 예제 A에서 변경되지 않습니다
layout(location = 0) in vec3 inPos;
layout(location = 1) in uvec2 inUV;이 예제는 바인딩 과 위치 가 서로 독립적이라는 점을 설명하기 위한 것입니다.
이 예제에서 정점의 데이터는 다음 포맷으로 제공되는 두 개의 버퍼에 배치됩니다:
struct typeA {
float x, y, z; // position
uint8_t u, v; // UV
};
struct typeB {
float x, y, z; // normal
};
typeA a[] = { /*....*/ };
typeB b[] = { /*....*/ };쉐이더 인터페이스는 다음과 같습니다
layout(location = 0) in vec3 inPos;
layout(location = 1) in vec3 inNormal;
layout(location = 2) in uvec2 inUV;VkVertexInputBindingDescription 와 VkVertexInputAttributeDescription 을 적절히 설정하여 올바르게 매핑할 수 있습니다:
const VkVertexInputBindingDescription bindings[] = {
{
0, // binding
sizeof(typeA), // stride
VK_VERTEX_INPUT_RATE_VERTEX // inputRate
},
{
1, // binding
sizeof(typeB), // stride
VK_VERTEX_INPUT_RATE_VERTEX // inputRate
}
};
const VkVertexInputAttributeDescription attributes[] = {
{
0, // location
bindings[0].binding, // binding
VK_FORMAT_R32G32B32_SFLOAT, // format
0 // offset
},
{
1, // location
bindings[1].binding, // binding
VK_FORMAT_R32G32B32_SFLOAT, // format
0 // offset
},
{
2, // location
bindings[0].binding, // binding
VK_FORMAT_R8G8_UNORM, // format
3 * sizeof(float) // offset
}
};
VkVertexInputAttributeDescription::format 이 혼동의 원인이 될 수 있습니다. format 필드는 쉐이더가 읽어야 하는 데이터의 크기 와 타입 만 설명합니다.
VkFormat 값을 사용하는 이유는 이 값이 잘 정의되어 있고 정점 쉐이더의 입력 레이아웃과 일치하기 때문입니다.
이 예제에서 정점 데이터는 4개의 부동소수점뿐입니다:
struct Vertex {
float a, b, c, d;
};format 과 offset 의 설정에 의해, 읽히는 데이터가 겹칩니다
const VkVertexInputBindingDescription binding = {
0, // binding
sizeof(Vertex), // stride
VK_VERTEX_INPUT_RATE_VERTEX // inputRate
};
const VkVertexInputAttributeDescription attributes[] = {
{
0, // location
binding.binding, // binding
VK_FORMAT_R32G32_SFLOAT, // format - Reads in two 32-bit signed floats ('a' and 'b')
0 // offset
},
{
1, // location
binding.binding, // binding
VK_FORMAT_R32G32B32_SFLOAT, // format - Reads in three 32-bit signed floats ('b', 'c', and 'd')
1 * sizeof(float) // offset
}
};쉐이더에서 데이터를 읽을 때 겹치는 부분은 값이 동일합니다
layout(location = 0) in vec2 in0;
layout(location = 1) in vec2 in1;
// in0.y == in1.x
in1 은 vec2 인 반면 입력 속성은 VK_FORMAT_R32G32B32_SFLOAT 로 완전히 일치하지 않는다는 점에 유의해야 합니다. 사양서에 따르면:
정점 쉐이더의 컴포넌트 수가 적으면 여분의 컴포넌트는 버려집니다.
따라서 이 경우 위치 1의 마지막 컴포넌트(d)는 버려지고 쉐이더에서 읽히지 않습니다.
사양서에서 Component 할당에 대해 더 자세히 설명합니다. 다음은 주제에 대한 일반적인 개요입니다.
VkVertexInputAttributeDescription 의 각 location 에는 4개의 컴포넌트가 있습니다. 위의 예제에서는 쉐이더 입력에 컴포넌트 수가 적을 때 format 의 여분의 컴포넌트가 버려지는 것을 이미 보여주었습니다.
VK_FORMAT_R32G32B32_SFLOAT에는 3개의 컴포넌트가 있는 반면vec2에는 2개만 있습니다
그 반대의 경우 사양에는 누락된 컴포넌트를 확장하는 방법을 보여주는 표가 있습니다.
이는 다음과 같은 예제를 의미합니다
layout(location = 0) in vec3 inPos;
layout(location = 1) in uvec2 inUV;
는 위의 예제를 다음과 같이 채웁니다
layout(location = 0) in vec4 inPos;
layout(location = 1) in uvec4 inUV;