Update Constant Buffer的驱动实现

在使用经典的图形API（比如Direct3D11）时，一个典型的场景渲染过程可以用伪代码描述如下：

Map Constant Buffer For View  //For example, View Transform, Projection Transform

for each Mesh

{

         Map_Write_Discard Call For [Constant Buffer For Per Mesh Data] //For example, Model Transform

         ...... //For example, CPU Write to It

         Unmap Call For It

         Draw Call For Mesh

}

尽管应用层绘制了很多个Mesh，但是应用层只创建了一个Constant Buffer。

那么问题来了！当我们在绘制第2个Mesh时，该Constant Buffer中存放着第1个Mesh的相关数据，很可能正在被GPU读取；但是，我们仍可以用CPU将第2个Mesh的相关数据写入到该Constant Buffer中，并不会与GPU的读取发生冲突，这是为什么呢？

注：虽然下文中的讨论是针对Direct3D的Map_Write_Discard，但是，在使用OpenGL时，应用层时也是在只创建一个UniformBuffer的情况下绘制多个Mesh；这意味着OpenGL中的DRAW_DYNAMIC的实现也是如此；虽然按照OpenGL规范，DRAW_DYNAMIC只是应用层的Hint，并不保证驱动实现，但是应用层的用法已经假定了驱动的实现（否则应用层在绘制时需要分配和Mesh个数一样多的Uniform Buffer了（滑稽脸））。

MSDN / Direct3D11 / How to: Use dynamic resources

https://docs.microsoft.com/en-us/windows/desktop/direct3d11/how-to--use-dynamic-resources

MSDN上的Direct3D11文档中对Map_Write­_Discard的实现方式进行了说明：当应用层以Write_Discard的方式Map一个Buffer时，驱动会返回一块新的内存区域给应用层，从而避免了CPU与GPU之间的读写冲突。

Holger Gruen. "Constant Buffers without Constant Pain". NVIDIA GameWorks Blog 2015.

http://developer.nvidia.com/content/constant-buffers-without-constant-pain-0

NVIDIA GameWorks Blog上的一篇文章对Map_Write_Discard的驱动实现进行了说明：驱动根据某个配额（目前是128MB）预先分配一大块内存，当应用层调用Map_Write_Discard时，驱动以类似于线性分配器的方式不断将指针后移，并将新的内存区域返回给应用层。

同时该文章中指出：驱动将应用层对UpdateSubresource的调用转发到Map_Write_Discard，UpdateSubresource和Map_Write_Discard在本质上是等价的。

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MSDN / Direct3D12 / Fence-Based Resource Management / Ring Buffer

https://docs.microsoft.com/en-us/windows/desktop/direct3d12/fence-based-resource-management

在使用次世代的图形API（比如Direct3D12）时，Map_Write_Discard不再被API支持，需要在应用层实现相关的语义，MSDN上的Direct3D12文档中给出了一种基于RingBuffer的实现方式（本质上即模仿驱动实现Map_Write_Discard的方式，只不过配额（即上文中的128MB）可以根据应用层自身的实际情况进行定制）。

本文转载自异步社区

原文链接：https://www.epubit.com/articleDetails?id=NC7E3EF95B12000016E901B811990D900