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

Question

我目前正在尝试有效地渲染多个立方体，所以我想知道如何在 Vulkan 中使用这个 "Instanced Rendering"。

我目前只知道渲染大量（相同）对象的两种方法：

1) 多个描述符集；

2) 具有动态制服/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，因为每个立方体只需要一个不同的模型矩阵，但每个立方体仍然使用整个 DescriptorSet：另外，因为我每帧注册一个新的命令缓冲区，每多维数据集花费了我 2 'Cmd' 次调用：

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

但是，对于很多多维数据集，这会导致不小的 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；但是，我仍然需要（稍作修改）对每个立方体进行相同的 2 'Cmd' 调用：

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

和以前一样，对于很多立方体，尽管使用唯一的 DescriptorSet 节省了大量内存，CPU 负载仍然困扰着我。

所以我听说了这个 "Instanced rendering"，它应该以某种方式告诉我们用一个命令来绘制所有立方体，为它提供模型矩阵的集合（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

Answer 1

您将其中一个顶点属性设置为 VkVertexInputBindingDescription::inputRate == VK_VERTEX_INPUT_RATE_INSTANCE。然后你把必要的数据偏移和旋转到属性中。

另一种选择是使用内置变量的顶点着色器，该变量指示正在处理的实例。您可以使用它来索引 SSBO 或 UBO 以获得您需要的数据。

Answer 2

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: 第一个实例将有这个 id

在你的顶点着色器中，你可以使用变量 gl_InstanceIndex，它包含以 instance_first_index[=28= 开头的实例 ID ]

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

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

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

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