[Vulkan] Vulkan Image Layer

 

 

목차

 

 

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인프런 삼각형님의 '삼각형의 실전! Vulkan 중급' 강의를 참고하였습니다. 
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Vulkan Image Layer

Vulkan Image Layer을 배우는 주된 목적 중 하나는 Validation Error 해결 때문이다.

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에러 메시지

 

에러 메시지

VUID-vkCmdClearColorImage-imageLayout-01394: imageLayout must be VK_IMAGE_LAYOUT_SHARED_PRESENT_KHR,

VK_IMAGE_LAYOUT_TRANSFER_DST_OPTIMAL or

VK_IMAGE_LAYOUT_GENERAL

 

 

해결 방안

Image Layout을 이들 중 하나로 변경한 후에 vkCmdClearColorImage를 호출해야 한다.

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Layout이란?

 

Layout의 사전적 의미는 책, 정원, 건물 등의 배치다. 객체들을 공간에 배치하는 방식을 의미한다.

 

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Vulkan Image layout이란?

 

Vulkan Image를 효율적으로 처리하기 위해 데이터를 메모리에 배치하는 방식을 의미한다.

 

Vulkan Pipeline barrier를 통해 Vulkan Image layout을 변경할 수 있다

 

 

 

Delta Color Compression(DCC)는 데이터를 저장할 때 색상 변환을 기반으로 데이터를 압축하는 기술이다. DCC를 사용하면 유사한 색상 값을 가진 인접 Pixel들의 데이터를 간결하게 표현함으로써 저장 공간을 절약하고 메모리 대역폭을 줄일 수 있다.

 

위의 이미지처럼 최적화를 위해서 이미지 데이터를 메모리 배치하는 것을 Image Layout 이라고 한다.

 

 

 Image Layout 을 통해 대역폭을 줄일 수 있기 때문에 성능 향상을 기대할 수 있다.

 

용량이 33.5MB인 4K 텍스처가 있다고 가정하자. 이 크기는 GPU의 On-Chip 메모리에 저장하기 너무 크다. 4K 텍스처는 메모리가 너무 크기 때문에 GDR 같은외부 메모리에 저장된다. 해당 텍스처를 사용하여 작업을 처리하려면 GDDR에서 On-Chip 메모리로 복사를 해야 한다. 우측 이미지를 참고하자.

 

On-Chip 메모리와 Off-Chip 메모리 간의 속도 차이는 최대 100배가 난다. 그렇기 때문에 Off-Chip 메모리로 텍스처로 읽어오는 동안 대기해야 하는 경우가 발생할 수 있다. 이는 메모리 병목 현상으로 이어질 수 있다.

 

하지만 만약 Delta Color Compression(DCC)로 이미지 데이터가 압축되어 있다면 이러한 대기 시간을 상당히 줄일 수 있다. 결과적으로 메모리 병목 현상을 완화하고 성능을 향상 시킬 수 있다. 

 

 

 

접근 가능, 접근 불가

 

특정 하드웨어 구성 요소는 DCC로 압축된 이미지 데이터를 직접 읽을 수 있지만, 다른 구성 요소는 그렇지 못할 수 있다. 

 

예를 들어, Render Buffer(RB)와 같은 하드웨어는 DCC로 압축된 데이터를 바로 읽을 수 있는 반면,  DMA는 압축된 이미지를 읽을 수 없고 압축되지 않은 이미지 데이터만 처리할수 있다. (해당 예시의 하드웨어 능력은 제조사에 따라 다를 수 있다.)

 

따라서 각 하드웨어 구성 요소의 요구사항에 맞춰 적절한 Image Layout 으로 전환을 해야 작업의 정확성이 보장 된다. 

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VkImageLayout 열거형

 

typedef enum VkImageLayout {
     VK_IMAGE_LAYOUT_UNDEFINED = 0,
     VK_IMAGE_LAYOUT_GENERAL = 1,
     VK_IMAGE_LAYOUT_COLOR_ATTACHMENT_OPTIMAL = 2,
     VK_IMAGE_LAYOUT_DEPTH_STENCIL_ATTACHMENT_OPTIMAL = 3,
     VK_IMAGE_LAYOUT_DEPTH_STENCIL_READ_ONLY_OPTIMAL = 4,
     VK_IMAGE_LAYOUT_SHADER_READ_ONLY_OPTIMAL = 5,
     VK_IMAGE_LAYOUT_TRANSFER_SRC_OPTIMAL = 6,
     VK_IMAGE_LAYOUT_TRANSFER_DST_OPTIMAL = 7,
     VK_IMAGE_LAYOUT_PREINITIALIZED = 8,
     VK_IMAGE_LAYOUT_DEPTH_READ_ONLY_STENCIL_ATTACHMENT_OPTIMAL = 1000117000,
     VK_IMAGE_LAYOUT_DEPTH_ATTACHMENT_STENCIL_READ_ONLY_OPTIMAL = 1000117001,
     VK_IMAGE_LAYOUT_DEPTH_ATTACHMENT_OPTIMAL = 1000241000,
     VK_IMAGE_LAYOUT_DEPTH_READ_ONLY_OPTIMAL = 1000241001,
     VK_IMAGE_LAYOUT_STENCIL_ATTACHMENT_OPTIMAL = 1000241002,
     VK_IMAGE_LAYOUT_STENCIL_READ_ONLY_OPTIMAL = 1000241003,
     VK_IMAGE_LAYOUT_PRESENT_SRC_KHR = 1000001002,
     VK_IMAGE_LAYOUT_SHARED_PRESENT_KHR = 1000111000,
     VK_IMAGE_LAYOUT_SHADING_RATE_OPTIMAL_NV = 1000164003,
     VK_IMAGE_LAYOUT_FRAGMENT_DENSITY_MAP_OPTIMAL_EXT = 1000218000,
} VkImageLayout;

 

VK_IMAGE_LAYOUT_UNDEFINED	데이터를 유지할 필요가 없을 때 사용   Vulkan Image 생성하면 가지고 있는 Vulkan Image layout다.
VK_IMAGE_LAYOUT_GENERAL	Vulkan Image가 다양한 용도로 사용될 때 사용   최적화 되지 않는다. (= DCC와 같은 압축 기법이 적용되지 않은 상태 )
VK_IMAGE_LAYOUT_COLOR_ATTACHMENT_OPTIMAL	Vulkan Image가 렌더링 타겟으로 사용될 때 사용.
VK_IMAGE_LAYOUT_SHADER_READ_ONLY_OPTIMAL	Vulkan Image가 쉐이더에서 읽기 전용으로 사용될 때 사용
VK_IMAGE_LAYOUT_TRANSFER_SRC_OPTIMAL	Vulkan Image가 데이터 전송 소스로 사용될 때 사용
VK_IMAGE_LAYOUT_TRANSFER_DST_OPTIMAL	Vulkan Image가 데이터 전송 타겟으로 사용될 때 사용

 

 

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