c++ - 将结构与 std140 对齐，CPU 端

Question

我想这是纯 C++ 问题和 OpenGL 问题之间的一种交叉。我有一个统一的缓冲区，并在其中分配 sizeof(ShaderData) 字节的空间。我在着色器的 GPU 端使用 std140 布局。

根据 std140 规则，我需要在我的结构中的不同位置添加填充，以确保 vector 之类的东西正确对齐。下面的结构是一个例子(对我来说):

struct ShaderData {

    float Light_Intensity;  
    float _pad1[3];    // align following vec3 on 4N boundary
    Math::Vec3f Light_Position;
    float _pad2;       // align following vec4 on 4N boundary
    Math::Colour4f Light_Ambient;
    Math::Colour4f Light_Diffuse;
    Math::Colour4f Light_Specular;    
    float Light_AttenuationMin;
    float Light_AttenuationMax;

} MyShaderData;

这是人们通常在 C++ 中做事的方式，还是有特殊的关键字或编译指示用于对齐结构 CPU 端的单个元素，这些元素更整洁一些？

Answer 1

不，这样只会浪费空间。你必须根据 std140 规则找到优化的布局。

• float 需要 4 个字节并且它是 4 个字节对齐的
• vec3 需要 12 个字节，并且它是 16 个字节对齐的
• vec4 需要 16 个字节并且它是 16 个字节对齐的

这意味着您可以为您的结构找到更好的布局:

float Light_Intensity;          X
float _pad1[3];                  XXX
Math::Vec3f Light_Position;         XXX
float _pad2;                           X

如您所见，您浪费了 4 个字节，更糟糕的是您可以执行如下操作:

Math::Vec3f Light_Position      XXX
float Light_Intensity;             X

让它对齐并且不需要浪费一个字节。这是可行的，因为 vec3 将与 16 字节边界对齐，而 float 仍将与 4 字节边界对齐。