Vulkan Tutorial 07 Window surface

前端之家收集整理的这篇文章主要介绍了Vulkan Tutorial 07 Window surface前端之家小编觉得挺不错的,现在分享给大家,也给大家做个参考。

操作系统:Windows8.1

显卡:Nivida GTX965M

开发工具:Visual Studio 2017


到目前为止,我们了解到Vulkan是一个与平台特性无关联的API集合。它不能直接与窗口系统进行交互。为了将渲染结果呈现到屏幕,需要建立Vulkan与窗体系统之间的连接,我们需要使用WSI(窗体系统集成)扩展。在本小节中,我们将讨论第一个,即VK_KHR_surface。它暴露了VkSurfaceKHR,它代表surface的一个抽象类型,用以呈现渲染图像使用。我们程序中将要使用到的surface是由我们已经引入的GLFW扩展及其打开的相关窗体支持的。简单来说surface就是Vulkan与窗体系统的连接桥梁。

VK_KHR_surface扩展是一个instance级扩展,我们目前为止已经启用过它,它包含在glfwGetrequiredInstanceExtensions返回的列表中。该列表还包括将在接下来几小节中使用的一些其他WSI扩展。

需要在instance创建之后立即创建窗体surface,因为它会影响物理设备的选择。之所以在本小节将surface创建逻辑纳入讨论范围,是因为窗体surface对于渲染、呈现方式是一个比较大的课题,如果过早的在创建物理设备加入这部分内容,会混淆基本的物理设备设置工作。另外窗体surface本身对于Vulkan也是非强制的。Vulkan允许这样做,不需要同OpenGL一样必须要创建窗体surface。

Window surface creation


现在开始着手创建窗体surface,在类成员debugCallback下加入成员变量surface

VkSurfaceKHRsurface;

虽然VkSurfaceKHR对象及其用法与平台无关联,但创建过程需要依赖具体的窗体系统的细节。比如,在Windows平台中,它需要WIndows上的HWNDHMODULE句柄。因此针对特定平台提供相应的扩展,在Windows上为VK_KHR_win32_surface,它自动包含在glfwGetrequiredInstanceExtensions列表中。

我们将会演示如何使用特定平台的扩展来创建Windows上的surface桥,但是不会在教程中实际使用它。使用GLFW这样的库避免了编写没有任何意义的跨平台相关代码。GLFW实际上通过glfwCreateWindowSurface很好的处理了平台差异性。当然了,比较理想是在依赖它们帮助我们完成具体工作之前,了解一下背后的实现是有帮助的。

因为一个窗体surface是一个Vulkan对象,它需要填充VkWin32SurfaceCreateInfoKHR结构体,这里有两个比较重要的参数:hwndhinstance。如果熟悉windows下开发应该知道,这些是窗口和进程的句柄。

VkWin32SurfaceCreateInfoKHRcreateInfo;
createInfo.sType=VK_STRUCTURE_TYPE_WIN32_SURFACE_CREATE_INFO_KHR;
createInfo.hwnd=glfwGetWin32Window(window);
createInfo.hinstance=GetModuleHandle(nullptr);

glfwGetWin32Window函数用于从GLFW窗体对象获取原始的HWNDGetModuleHandle函数返回当前进程的HINSTANCE句柄。

填充完结构体之后,可以利用vkCreateWin32SurfaceKHR创建surface桥,和之前获取创建、销毁DebugReportCallEXT一样,这里同样需要通过instance获取创建surface用到的函数。这里涉及到的参数分别为instance,surface创建的信息,自定义分配器和最终保存surface的句柄变量。

autoCreateWin32SurfaceKHR=(PFN_vkCreateWin32SurfaceKHR)vkGetInstanceProcAddr(instance,"vkCreateWin32SurfaceKHR");if(!CreateWin32SurfaceKHR||CreateWin32SurfaceKHR(instance,&createInfo,nullptr,&surface)!=VK_SUCCESS){throwstd::runtime_error("Failedtocreatewindowsurface!");
}

该过程与其他平台类似,比如Linux,使用X11界面窗体系统,可以通过vkCreateXcbSurfaceKHR函数建立连接。

glfwCreateWindowSurface函数根据不同平台的差异性,在实现细节上会有所不同。我们现在将其整合到我们的程序中。从initVulkan添加一个函数createSurface,安排在createInstnacesetupDebugCallback函数之后。

voidinitVulkan(){
createInstance();
setupDebugCallback();
createSurface();
pickPhysicalDevice();
createLogicalDevice();
}voidcreateSurface(){

}

GLFW没有使用结构体,而是选择非常直接的参数传递来调用函数

voidcreateSurface(){if(glfwCreateWindowSurface(instance,window,&surface)!=VK_SUCCESS){throwstd::runtime_error("Failedtocreatewindowsurface!");
}
}

参数是VkInstance,GLFW窗体的指针,自定义分配器和用于存储VkSurfaceKHR变量的指针。对于不同平台统一返回VkResult。GLFW没有提供专用的函数销毁surface,但是可以简单的通过Vulkan原始的API完成:

voidcleanup(){
...
vkDestroySurfaceKHR(instance,surface,nullptr);
vkDestroyInstance(instance,nullptr);
...
}

最后请确保surface的清理是在instance销毁之前完成。

Querying for presentation support


虽然Vulkan的实现支持窗体集成功能,但是并不意味着系统中的每一个物理设备都支持它。因此,我们需要扩展isDeviceSuitable函数,确保设备可以将图像呈现到我们创建的surface。由于presentation是一个队列的特×××,因此解决问题的方法就是找到支持presentation的队列簇,最终获取队列满足surface创建的需要。

实际情况是,支持graphics命令的的队列簇和支持presentation命令的队列簇可能不是同一个簇。因此,我们需要修改QueueFamilyIndices结构体,以支持差异化的存储。

structQueueFamilyIndices{intgraphicsFamily=-1;intpresentFamily=-1;boolisComplete(){returngraphicsFamily>=0&&presentFamily>=0;
}
};

接下来,我们修改findQueueFamilies函数来查找具备presentation功能的队列簇。函数中用于检查的核心代码vkGetPhysicalDeviceSurfaceSupportKHR,它将物理设备、队列簇索引和surface作为参数。在VK_QUEUE_GRAPHICS_BIT相同的循环体中添加函数调用:

VkBool32presentSupport=false;
vkGetPhysicalDeviceSurfaceSupportKHR(device,i,&presentSupport);

然后之需要检查布尔值并存储presentation队列簇的索引:

if(queueFamily.queueCount>0&&presentSupport){
indices.presentFamily=i;
}

需要注意的是,为了支持graphics和presentation功能,我们实际环境中得到的可能是同一个队列簇,也可能不同,为此在我们的程序数据结构及选择逻辑中,将按照均来自不同的队列簇分别处理,这样便可以统一处理以上两种情况。除此之外,出于性能的考虑,我们也可以通过添加逻辑明确的指定物理设备所使用的graphics和presentation功能来自同一个队列簇。

Creating the presentation queue


剩下的事情是修改逻辑设备创建过程,在于创建presentation队列并获取VkQueue的句柄。添加保存队列句柄的成员变量:

VkQueuepresentQueue;

接下来,我们需要多个VkDeviceQueueCreateInfo结构来创建不同功能的队列。一个优雅的方式是针对不同功能的队列簇创建一个set集合确保队列簇的唯一性:

#include<set>...

QueueFamilyIndicesindices=findQueueFamilies(physicalDevice);

std::vector<VkDeviceQueueCreateInfo>queueCreateInfos;
std::set<int>uniqueQueueFamilies={indices.graphicsFamily,indices.presentFamily};floatqueuePriority=1.0f;for(intqueueFamily:uniqueQueueFamilies){
VkDeviceQueueCreateInfoqueueCreateInfo={};
queueCreateInfo.sType=VK_STRUCTURE_TYPE_DEVICE_QUEUE_CREATE_INFO;
queueCreateInfo.queueFamilyIndex=queueFamily;
queueCreateInfo.queueCount=1;
queueCreateInfo.pQueuePriorities=&queuePriority;
queueCreateInfos.push_back(queueCreateInfo);
}

同时还要修改VkDeviceCreateInfo指向队列集合:

createInfo.queueCreateInfoCount=static_cast<uint32_t>(queueCreateInfos.size());
createInfo.pQueueCreateInfos=queueCreateInfos.data();

如果队列簇相同,那么我们之需要传递一次索引。最后,添加一个调用检索队列句柄:

vkGetDeviceQueue(device,indices.presentFamily,&presentQueue);

在这个例子中,队列簇是相同的,两个句柄可能会有相同的值。在下一个章节中我们会看看交换链,以及它们如何使我们能够将图像呈现给surface。

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