opengl - 在 OpenGL 中渲染数据 : Vertices and Compute shaders

Question

我希望能够在我的图形程序中输入一堆顶点，然后我希望能够对它们执行以下操作:

在 OpenGL 的图形部分使用它们，尤其是在顶点着色器中。

在计算着色器中对它们进行物理计算。

根据这些要求，我认为我需要一些结构来存储我的顶点并可以正确访问它们，我想到了以下几点:

数组缓冲区

纹理(用于存储信息，而不是用于纹理本身)

但是，我已经想到并提出了两种变体的缺点:

数组缓冲区:

我不确定我的计算着色器如何读取，更不用说修改顶点了。但我确实知道如何画它们。

纹理:

我知道如何在计算着色器中修改它们，但是我不确定如何从纹理中绘制。更具体地说，需要绘制的元素数量取决于纹理中写入(数据非零)元素的数量。

我可能忽略了一些满足我需要的重要其他功能，所以真正的问题是:
如何创建驻留在 GPU 上并且我可以在 Vertex 和 Compute Shader 中访问的顶点？

Answer 1

希望这将消除一些误解，并让您更好地了解通用着色器存储的设置方式。
您必须了解的是缓冲区对象在 GL 中是如何工作的。您经常听到人们区分“顶点缓冲区对象”和“统一缓冲区对象”之类的东西。实际上，没有根本的区别——缓冲区对象无论存储什么，都以相同的方式处理。它只是一个通用数据存储，只有在绑定(bind)到特定点时才具有特殊含义(例如 GL_ARRAY_BUFFER 或 GL_UNIFORM_BUFFER )。
不要考虑驻留在 GPU 上的特殊用途的顶点缓冲区，而是更一般地考虑 - 它实际上是未格式化的内存，如果您知道结构，您可以读取/写入。像 glVertexAttribPointer (...) 这样的电话充分描述缓冲区对象的数据结构 glDrawArrays (...)为每个顶点着色器调用从缓冲区对象的内存中有意义地提取顶点属性。
您需要自己为计算着色器做同样的事情，如下所示。您需要熟悉 7.6.2.2 - Standard Uniform Block Layout 中讨论的规则。充分理解下面的数据结构。
使用着色器存储 block 对顶点数据结构的描述可以这样完成:

// Compute Shader SSB Data Structure and Buffer Definition

struct VtxData {
   vec4  vtx_pos;       // 4N [GOOD] -- Largest base alignment
   vec3  vtx_normal;    // 3N [BAD]
   float vtx_padding7;  //  N (such that vtx_st begins on a 2N boundary)
   vec2  vtx_st;        // 2N [BAD]
   vec2  vtx_padding10; // 2N (in order to align the entire thing to 4N)
};                      // ^^ 12 * sizeof (GLfloat) per-vtx

// std140 is pretty important here, it is the only way to guarantee the data
//   structure is aligned as described above and that the stride between
//     elements in verts[] is 0.
layout (std140, binding = 1) buffer VertexBuffer {
   VtxData verts [];
};

这允许您在计算着色器中使用交错的顶点缓冲区，并使用上面定义的数据结构。执行此操作时必须小心数据对齐...通常可以随意对交错的顶点数组使用所需的任何对齐/步幅，但在这里您要符合 std140布局规则。这意味着使用三分量向量并不总是明智地使用内存。您需要在 N ( float )、2N ( vec2 ) 或 4N ( vec3/ vec4 ) 边界上对齐，这通常需要插入填充和/或巧妙地打包数据。在上面的示例中，您可以在对齐填充浪费的所有空间中拟合整个 3 分量向量的数据。
显示缓冲区将如何创建和绑定(bind)以供双重使用的伪代码:

struct Vertex {
   GLfloat pos       [4];
   GLfloat normal    [3];
   GLfloat padding7;
   GLfloat st        [2];
   GLfloat padding10 [2];
} *verts;

[... code to allocate and fill verts ...]

GLuint vbo;
glGenBuffers (1, &vbo);

glBindBuffer (GL_ARRAY_BUFFER, vbo);
glBufferData (GL_ARRAY_BUFFER, sizeof (Vertex) * num_verts, verts, GL_STATIC_DRAW);

glVertexAttribPointer (0, 4, GL_FLOAT, GL_FALSE, 48,  0); // Vertex Attrib. 0
glVertexAttribPointer (1, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 48, 16); // Vertex Attrib. 1
glVertexAttribPointer (2, 2, GL_FLOAT, GL_FALSE, 48, 32); // Vertex Attrib. 2

glBindBufferBase      (GL_SHADER_STORAGE_BUFFER, 1, vbo); // Buffer Binding 1