為什么在着色器中順序很重要？

Question

快速說明

這個問題帶有C++標記，因為使用C++ DirectX開發人員比使用C#開發人員更多。 我不認為這個問題與任何一種語言都直接相關，而是與所使用的類型（據我所知完全相同）或DirectX本身及其如何編譯着色器有關。 如果使用C++知道更好，更具描述性的答案，那么我寧願選擇它而不是自己的答案。 我了解兩種語言，但主要使用C# 。

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概觀

在HLSL着色器中，設置我的常量緩沖區時遇到了一個非常奇怪的問題。 有問題的原始常量緩沖區設置如下：

cbuffer ObjectBuffer : register(b0) {
    float4x4 WorldViewProjection;
    float4x4 World;
    float4x4 WorldInverseTranspose;
}

cbuffer ViewBuffer : register(b1) {
    DirectionalLight Light;
    float3 CameraPosition;
    float3 CameraUp;
    float2 RenderTargetSize;
}

如果我在周圍交換b0和b1寄存器，則渲染不再起作用（ e1 ）。 如果我不理會這些寄存器，並再次在World和WorldViewProjection之間交換順序，則渲染不再起作用（ e2 ）。 但是，只需將ViewBuffer ObjectBuffer HLSL文件中的ViewBuffer上方，而不進行其他修改，就可以正常工作。

現在，我希望寄存器的放置非常重要，並且第一個寄存器b0需要該緩沖區中給定的三個屬性，並且我知道HLSL常量緩沖區必須位於16個字節的塊中。 但是，這使我有些疑問。

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問題

鑒於HLSL期望常量緩沖區為16字節塊；

• 為什么e2中的排序如此重要？

float4x4類型是否與Matrix類型相同，而后者基本上是一個數組數組？

[ 0, 0, 0, 0 ] = 16 bytes
[ 0, 0, 0, 0 ] = 16 bytes
[ 0, 0, 0, 0 ] = 16 bytes
[ 0, 0, 0, 0 ] = 16 bytes
[    TOTAL   ] = 64 bytes

由於float本身是4個字節，因此這意味着float4是16個字節，因此float4x4是64個字節。 那么，如果大小保持不變，為什么順序很重要呢？

• 為什么在這種情況下必須將ObjectBuffer分配給b0而不是其他b寄存器？

Answer 1

快速說明

我目前正在對問題進行進一步的分析，以便可以給出更詳細和准確的答案。 我將更新問題和答案，以反映我發現更多細節時盡可能多的准確性。

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基本答案

上面問題的確切問題（發布HLSL不知道）是HLSL緩沖區不匹配其C#表示形式。 因此，變量的重新排序導致着色器失敗。 但是，我仍然不確定為什么類型相同。 我在沿途中學到了其他一些問題，希望將其發布在這里。

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為什么要訂購

經過一些進一步的研究和測試之后，對於類型完全相同的背后原因，我仍然不確定100％。 總的來說，我認為這可能是由於cbuffer預期的類型以及struct類型的順序cbuffer 。 在這種情況下，如果您的cbuffer期望bool ，然后是float ，則重新排列會導致問題。

cbuffer MaterialBuffer : register(b0) {
    bool HasTexture;
    float SpecularPower;
    float4 Ambient;
    ...
}
// Won't work.
public struct MaterialBuffer {
    public float SpecularPower;
    public Vector2 padding2;
    public bool HasTexture;
    private bool padding0;
    private short padding1;
    public Color4 Ambient;
    ...
}
// Works.
public struct MaterialBuffer {
    public bool HasTexture;
    private bool padding0;
    private short padding1;
    public float SpecularPower;
    public Vector2 padding2;
    public Color4 Ambient;
    ...
}

我進行了一些研究工作來測試類型的字節大小的差異，但這似乎並沒有太大改變，但是我將在此處發布常見基本類型的發現：

1 Byte  : bool, sbyte, byte
2 Bytes : short, ushort
4 Bytes : int, uint, float
8 Bytes : long, ulong, double
16 Bytes: decimal

您確實必須意識到用於構造更復雜類型的基本類型。 假設您有一個帶有X屬性和Y屬性的Vector2 。 如果這些內容由float類型表示，則在下一個屬性之前需要8字節的填充，除非您有其他幫助達到16字節的填充。 但是，如果它們由double類型或decimal類型表示，則大小會有所不同，您需要注意這一點。

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注冊分配

我能夠解決注冊問題； 設置緩沖區時，這也對應於C#端。 設置緩沖區時，需要為這些緩沖區分配索引，並且HLSL應該使用相同的索引。

// Buffer declarations in HLSL.
cbuffer ViewBuffer : register(b0)
cbuffer CameraBuffer : register(b1);
cbuffer MaterialBuffer : register(b2);

// Buffer assignments in C#.
context.VertexShader.SetConstantBuffer(0, viewBuffer);
context.VertexShader.SetConstantBuffer(1, cameraBuffer);
context.VertexShader.SetConstantBuffer(2, materialBuffer);

由於緩沖區已分配給正確的寄存器，因此上面的代碼將按預期工作。 但是，例如，如果將攝像機的緩沖區更改為8，則必須將cbuffer分配給寄存器b8才能正常工作。 出於確切的原因，下面的代碼不起作用。

cbuffer CameraBuffer : register(b1)
context.VertexShader.SetConstantBuffer(8, cameraBuffer);