vulkan学习(六）——指令系统

一、指令与多线程理论

1.1 概念理解

指令：在Vulkan当中，各类指令例如：VBO，绑定Uniform，绘制，更改格式等，都是通过Command进行，所以我们的任务就是设置任务缓冲，放入队列执行。

指令缓冲：从CPU到GPU发送指令并且执行是一件非常耗费时间的行为，所以我们需要把指令及其参数录制到一个CommandBuffer当中，统一提交给GPU，使其可以一口气执行。

录制：指令缓冲其实就是一个CPU的内存空间，Vulkan将我们输入的指令以及参数，做成机器可读的二进制数据，存放在这个内存空间，这个过程就是指令录制。

eg：

//录制指令命令
vkCmdBindPipeline(CommandBuffer, VK_PIPELINE_BIND_GRAPHICS, graphicsPipeline);

commandBuffer: 指向指令缓冲的句柄

VK_PIPELINE_BIND_POINT_GRAPHICS: 参数，表示用于绘制图像的管线对象

graphicsPipeline: 表示绑定的那条管线的句柄

后两个参数会被序列化为二进制数据，然后放在commandBuffer管理的内存当中。

PrimaryCommandBuffer:主指令缓冲，用于直接向GPU提交出去的指令缓冲。

SdcondaryCommandBuffer: 二级指令缓冲，可以将指令录制进去，然后把此指令缓冲送入主指令缓冲当中执行。

为什么要设计两种指令缓冲：

1. 一般程序设计中，每个Object都会为其分配一个二级指令缓冲，用于录制自己的指令。eg：有的Object使用的管线，不需要推送Uniform，有的需要推送Constant。
2. 方便使用多线程渲染。

单线程（OpenGL）渲染的问题
传统OpenGL渲染方式，保留着状态机模型，且是单线程。
DrawCall 在CPU端将一个物体的VBO绑定、纹理绑定等命令，做成指令，送入GPU队列执行的过程。

因此，如果有大量物体需要绘制，就需要大量的DrawCall，而且是线性执行，在CPU端就会损耗大量的时间，反而GPU空置下来，造成了流水线上的巨大浪费。

多线程渲染

二、图形绘制

问题：目前有绘制与显示两个命令提交，其中如何同步两个步骤呢？保证先绘制完毕，再提交；显示完毕再绘制新的？

答案：需要通过信号量（Semaphore）进行控制，可以让显示命令在渲染命令执行完毕之后继续开启，也可以让渲染命令在显示完毕后继续执行。

渲染等待显示的依赖示例

显示等待渲染的依赖

问题：

1. 从交换链获取的图片是ImagePresentKHR的layout，但是渲染需要AttachmentOutputOptimal
2. 渲染好的图片是AttachmentOutputOptimal，但是显示需要ImagePresentKHR
   所以只使用信号量控制过程是不够的，怎么处理：
   解答：
   在RenderPass的SubPass当中，已经通过AttachmentDescription以及AttachmentReference对Image的格式变化做出了规定，所以除了PipelineStage层面的信号量，中间在进出SubPass以及整个RenderPass的时候，仍然会插入相关的Barrier自动格式转换。