在 Vulkan 中實現“實例化渲染”的正確方法是什么？

Question

我目前正在嘗試有效地渲染多個立方體，所以我想知道如何在 Vulkan 中使用這種“實例化渲染”。

我目前只知道 2 種渲染大量（相同）對象的方法：

1) 多個描述符集；

2) 具有動態統一/動態偏移的單個 DescriptorSet；

在第一種情況下，大量內存被浪費了，因為每個立方體只需要一個不同的模型矩陣，但每個立方體仍然使用整個 DescriptorSet：此外，因為我每幀都注冊一個新的命令緩沖區，每個立方體花費了我 2 ' Cmd' 調用：

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

但是，對於很多多維數據集來說，這會導致 CPU 負載相當大，並且會浪費內存。

在第二種情況下，我只需要一個 DescriptorSet，將模型矩陣注冊為動態統一並用所有模型矩陣填充它； 但是，我仍然需要（稍加修改）對每個多維數據集進行相同的 2 個“Cmd”調用：

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

和以前一樣，對於很多多維數據集，盡管使用獨特的 DescriptorSet 節省了大量內存，但 CPU 負載仍然困擾着我。

所以我聽說過這個“實例化渲染”，它應該以某種方式告訴一個命令來繪制所有的立方體，為它提供一個模型矩陣的集合（可能仍然是一個緩沖區）。

如何做到這一點，防止我的程序使用單個調用在單個命令緩沖區中注冊數千個“Cmd”？ 謝謝。

Answer 1

您將頂點屬性之一設置為VkVertexInputBindingDescription::inputRate == VK_VERTEX_INPUT_RATE_INSTANCE 。 然后你把必要的數據來偏移和旋轉到屬性中。

另一種選擇是使用內置變量的頂點着色器，該變量指示正在處理的實例。 您可以使用它來索引 SSBO 或 UBO 以獲取您需要的數據。

Answer 2

在您的代碼中：

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

• instance_count：要繪制的實例數
• instance_first_index：第一個實例將具有此 ID

在你的頂點着色器就可以使用可變gl_InstanceIndex其中包含實例ID開始instance_first_index

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