在 Vulkan 中实施"Instanced rendering"的正确方法是什么？

What's the correct way to implement "Instanced rendering" in Vulkan?

本文关键字：方法 是什么 Instanced Vulkan rendering      更新时间：2023-10-16

我目前正在尝试高效地渲染多个多维数据集，所以我想知道如何在Vulkan中使用这种"实例化渲染"。

我目前只知道两种渲染大量(相同)对象的方法：

1) 多个描述符集；

2) 具有动态统一/动态偏移的单个描述符集；

在第一种情况下，浪费了大量内存，因为多维数据集每个只需要一个不同的模型矩阵，但仍然使用一个完整的DescriptorSet：此外，因为我在每帧注册一个新的命令缓冲区，所以每个多维数据集都要花费2个Cmd调用：

vkCmdBindDescriptorSets(commandBuffer, VK_PIPELINE_BIND_POINT_GRAPHICS, pipelineLayout, 0, 1, descriptorSet, 0, nullptr);
vkCmdDraw(commandBuffer, numberOfVertices, 1, 0, 0);

但是，对于许多多维数据集来说，这会导致相当大的CPU负载和内存浪费。

在第二种情况下，我只需要一个DescriptorSet，将模型矩阵注册为Dynamic Uniform，并用所有模型矩阵填充它；然而，我仍然需要(稍作修改)为每个立方体调用相同的2个"Cmd"：

vkCmdBindDescriptorSets(commandBuffer, VK_PIPELINE_BIND_POINT_GRAPHICS, pipelineLayout, 0, 1, descriptorSet, 1, index);
vkCmdDraw(commandBuffer, numberOfVertices, 1, 0, 0);

和以前一样，对于许多多维数据集，尽管使用唯一的DescriptorSet节省了大量内存，但CPU负载仍然困扰着我

所以我听说了这种"实例化渲染"，它应该用一个命令来绘制所有的立方体，为它提供一个模型矩阵的集合(可能仍然是一个缓冲区)。

如何做到这一点，防止我的程序使用单个调用在单个命令缓冲区中注册数千个"Cmd"？谢谢

您将其中一个顶点属性设置为具有VkVertexInputBindingDescription::inputRate == VK_VERTEX_INPUT_RATE_INSTANCE。然后将必要的数据偏移并旋转到属性中。

另一个选项是使用内置的顶点着色器变量，该变量指示正在处理的实例。您可以使用它来索引到SSBO或UBO中，以获得所需的数据。

在您的代码中：

vkCmdDrawIndexed(command_buffer, indices_size, instance_count, 0, 0, instance_first_index);

  • instance_count：要绘制的实例数
  • instance_first_index：第一个实例将具有此id

在顶点着色器中，可以使用变量gl_InstanceIndex，该变量包含以instance_first_index开头的实例id

[1]https://www.khronos.org/registry/vulkan/specs/1.2-extensions/man/html/vkCmdDrawIndexed.html

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