[Vulkan] Vulkan Image View
Vulkan에서 Image View는 이미지 리소스에 접근하기 위한 객체다. 이미지 자체는 Vulkan에서 메모리에 저장된 데이터이지만, 이 데이터를 셰이더에서 사용할 수 있게 하려면 Image View가 필요하다.
목차
인프런 삼각형님의 '삼각형의 실전! Vulkan 중급' 강의를 참고하였습니다.
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Vulkan Image View
Vulkan Image view란?
- 그래픽스 파이프라인은 Vulkan Image를 직접 접근할 수 없다.
- 그래픽스 파이프라인은 Vulkan Image view를 통해 Vulkan Image에 접근할 수 있다.
- Vulkan Image view는 Vulkan Image에 대한 인터페이스 역할을 한다.
VkImageViewCreateInfo 구조체
typedef struct VkImageViewCreateInfo {
VkStructureType sType;
const void* pNext;
VkImageViewCreateFlags flags;
VkImage image;
VkImageViewType viewType;
VkFormat format;
VkComponentMapping components;
VkImageSubresourceRange subresourceRange;
} VkImageViewCreateInfo;
| 매개 변수 | 설명 |
| sType | 구조체 타입 |
| pNext | NULL 또는 확장 기능 구조체의 포인터 |
| flags | 일단 0을 사용 |
| image | VkImage |
| viewType | VkImageViewType |
| format | VkFormat |
| components | VkComponentMapping |
| subresourceRange | VkImageSubresourceRange (이 구조체는 Pipeline barrier 때 쓴 구조체와 같다) |
VkImageViewType 열거형
typedef enum VkImageViewType {
VK_IMAGE_VIEW_TYPE_1D = 0,
VK_IMAGE_VIEW_TYPE_2D = 1,
VK_IMAGE_VIEW_TYPE_3D = 2,
VK_IMAGE_VIEW_TYPE_CUBE = 3,
VK_IMAGE_VIEW_TYPE_1D_ARRAY = 4,
VK_IMAGE_VIEW_TYPE_2D_ARRAY = 5,
VK_IMAGE_VIEW_TYPE_CUBE_ARRAY = 6,
} VkImageViewType;
Vulkan Image view가 Vulkan Image를 어떻게 해석해야할지를 정의하는 열거형이다.
Cubemap 이미지가 있다고 가정하자. CubeMap은 일반적으로 '2D 배열' 또는 '3D 이미지'로 정의된다.
이 경우, Image View는 CubeMap의 이미지 한 면만 참조해서 2D Image View로 정의할 수 있다. 이렇게 VkImageViewType 열거형은 이미지를 유연하게 해석할 수 있게 한다.
VkFormat 열거형
typedef enum VkFormat {
VK_FORMAT_UNDEFINED = 0,
VK_FORMAT_R8G8B8A8_UNORM = 37, // 부호없는 정규화된 8bit의 RGBA 채널을 가진 포맷
VK_FORMAT_R8G8B8A8_SNORM = 38, // 부호있는 정규화된 8bit의 RGBA 채널을 가진 포맷
VK_FORMAT_R32G32_UINT = 101,
VK_FORMAT_R32G32_SINT = 102,
VK_FORMAT_R32G32_SFLOAT = 103,
VK_FORMAT_R32G32B32_UINT = 104, // 부호없는 32bit의 RGB 채널을 가진 포맷
VK_FORMAT_R32G32B32_SINT = 105, // 부호있는 32bit의 RGB 채널을 가진 포맷
VK_FORMAT_R32G32B32_SFLOAT = 106, // 부호있는 부동소수점 32bit의 RGB 채널을 가진 포맷
VK_FORMAT_R32G32B32A32_UINT = 107,
VK_FORMAT_R32G32B32A32_SINT = 108,
} VkFormat;
VkFormat은 Image View의 Format을 지정하는데 사용되면, 이는 데이터 타입과 채널 구성을 결정합니다.
VkComponentMapping 구조체
typedef struct VkComponentMapping {
VkComponentSwizzle r;
VkComponentSwizzle g;
VkComponentSwizzle b;
VkComponentSwizzle a;
} VkComponentMapping;
색상 구성 요소를 어떻게 매핑할지 지정하는 구조체다.
샘플링 과정에서 텍스처의 R, G, B, A가 쉐이더의 색상 변수에 어떻게 사용될지 결정한다.
VkComponentMapping 구조체
VkComponentSwizzle 열거형은 이미지의 각 색상 채널을 어떤 값으로 맵핑할지 결정한다.
이 열거형을 사용해서 이미지를 쉐이더에서 다양한 방식으로 해석할 수 있도록 설정한다.
typedef enum VkComponentSwizzle {
VK_COMPONENT_SWIZZLE_IDENTITY = 0, // 원본 채널값을 그대로 사용
VK_COMPONENT_SWIZZLE_ZERO = 1, // 모든 채널값을 0으로 매핑
VK_COMPONENT_SWIZZLE_ONE = 2, // 모든 채널값을 1으로 매핑
VK_COMPONENT_SWIZZLE_R = 3,
VK_COMPONENT_SWIZZLE_G = 4,
VK_COMPONENT_SWIZZLE_B = 5,
VK_COMPONENT_SWIZZLE_A = 6,
} VkComponentSwizzle;ZERO로 설정하면 이미지의 원래 내용과는 상관없이 항상 해당 채널의 값이 0이 된다.
Vulkan Image view 생성
VkResult vkCreateImageView(
VkDevice device,
const VkImageViewCreateInfo* pCreateInfo,
const VkAllocationCallbacks* pAllocator,
VkImageView* pView);
| 매개 변수 | 설명 |
| device | VkDevice |
| pCreateInfo | VkImageViewCreateInfo 변수의 포인터 |
| pAllocator | 일단 NULL을 사용 |
| pView | VkImageView 변수의 포인터 |
Vulkan Image view 파괴
void vkDestroyImageView(
VkDevice device,
VkImageView imageView,
const VkAllocationCallbacks* pAllocator);
| 매개 변수 | 설명 |
| device | VkDevice |
| imageView | VkImageView |
| pAllocator | 일단 NULL을 사용 |
코드
#include ...
using namespace std;
VkRenderer::VkRenderer(ANativeWindow *window) {
// 1. VkInstance 생성
// 2. VkPhysicalDevice 선택
// 3. VkDevice 생성
// 4. VkSurface 생성
// 5. VkSwapchain 생성
mSwapchainImageViews.resize(swapchainImageCount); // ImageView를 Swapchain의 개수만큼 생성
for (auto i = 0; i != swapchainImageCount; ++i) {
// ================================================================================
// 6. VkImageView 생성
// ================================================================================
VkImageViewCreateInfo imageViewCreateInfo{ // 생성할 ImageView를 정의
.sType = VK_STRUCTURE_TYPE_IMAGE_VIEW_CREATE_INFO,
.image = mSwapchainImages[i],
.viewType = VK_IMAGE_VIEW_TYPE_2D,
.format = surfaceFormats[surfaceFormatIndex].format, // Swapchain 이미지 포맷과 동일한 포맷으로 설정
.components = {
.r = VK_COMPONENT_SWIZZLE_R,
.g = VK_COMPONENT_SWIZZLE_G,
.b = VK_COMPONENT_SWIZZLE_B,
.a = VK_COMPONENT_SWIZZLE_A,
},
.subresourceRange = { // 모든 이미지에 대해서 이 이미지 뷰가 접근할 수 있도록 설정
.aspectMask = VK_IMAGE_ASPECT_COLOR_BIT,
.baseMipLevel = 0,
.levelCount = 1,
.baseArrayLayer = 0,
.layerCount = 1
}
};
VK_CHECK_ERROR(vkCreateImageView(mDevice,
&imageViewCreateInfo,
nullptr,
&mSwapchainImageViews[i])); // mSwapchainImageViews[i] 생성
}
// 7. VkCommandPool 생성
// 8. VkCommandBuffer 할당
// 9. VkCommandBuffer 기록 시작
for (auto swapchainImage : mSwapchainImages) {
// 10. VkImageLayout 변환
}
// 11. VkCommandBuffer 기록 종료
// 12. VkCommandBuffer 제출
// 13. VkFence 생성
// 14. VkSemaphore 생성
}
VkRenderer::~VkRenderer() {
for (auto imageView : mSwapchainImageViews) {
vkDestroyImageView(mDevice, imageView, nullptr);
}
mSwapchainImageViews.clear();
...
}
void VkRenderer::render() {
// 1. 화면에 출력할 수 있는 VkImage 얻기
// 2. VkFence 기다린 후 초기화
// 3. VkCommandBuffer 초기화
// 4. VkCommandBuffer 기록 시작
// 5. VkImageLayout 변환
// 6. Clear 색상 갱신
// 7. VkImage 색상 초기화
// 8. VkImageLayout 변환
// 9. VkCommandBuffer 기록 종료
// 10. VkCommandBuffer 제출
// 11. VkImage 화면에 출력
}
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// Copyright (c) 2024 Daemyung Jang
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// furnished to do so, subject to the following conditions:
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// The above copyright notice and this permission notice shall be included in all
// copies or substantial portions of the Software.
//
// THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS OR
// IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY,
// FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NONINFRINGEMENT. IN NO EVENT SHALL THE
// AUTHORS OR COPYRIGHT HOLDERS BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER
// LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING FROM,
// OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS IN THE
// SOFTWARE.
#include <cassert>
#include <array>
#include <vector>
#include <iomanip>
#include "VkRenderer.h"
#include "VkUtil.h"
#include "AndroidOut.h"
using namespace std;
VkRenderer::VkRenderer(ANativeWindow *window) {
// ================================================================================
// 1. VkInstance 생성
// ================================================================================
// VkApplicationInfo 구조체 정의
VkApplicationInfo applicationInfo{
.sType = VK_STRUCTURE_TYPE_APPLICATION_INFO,
.pApplicationName = "Practice Vulkan",
.applicationVersion = VK_MAKE_API_VERSION(0, 0, 1, 0),
.apiVersion = VK_MAKE_API_VERSION(0, 1, 3, 0)
};
// 사용할 수 있는 레이어를 얻어온다.
uint32_t instanceLayerCount;
VK_CHECK_ERROR(vkEnumerateInstanceLayerProperties(&instanceLayerCount, nullptr));
vector<VkLayerProperties> instanceLayerProperties(instanceLayerCount);
VK_CHECK_ERROR(vkEnumerateInstanceLayerProperties(&instanceLayerCount,
instanceLayerProperties.data()));
// 활성화할 레이어의 이름을 배열로 만든다.
vector<const char*> instanceLayerNames;
for (const auto &layerProperty : instanceLayerProperties) {
instanceLayerNames.push_back(layerProperty.layerName);
}
uint32_t instanceExtensionCount; // 사용 가능한 InstanceExtension 개수
VK_CHECK_ERROR(vkEnumerateInstanceExtensionProperties(nullptr,
&instanceExtensionCount,
nullptr));
vector<VkExtensionProperties> instanceExtensionProperties(instanceExtensionCount);
VK_CHECK_ERROR(vkEnumerateInstanceExtensionProperties(nullptr,
&instanceExtensionCount,
instanceExtensionProperties.data()));
vector<const char *> instanceExtensionNames; // instanceExtensionName을 담는 배열
for (const auto &properties: instanceExtensionProperties) {
if (properties.extensionName == string("VK_KHR_surface") ||
properties.extensionName == string("VK_KHR_android_surface")) {
instanceExtensionNames.push_back(properties.extensionName);
}
}
assert(instanceExtensionNames.size() == 2); // 반드시 2개의 이름이 필요하기 때문에 확인
// sType: 구조체의 타입, pApplicationInfo: 어플리케이션의 이름
// enabledLayerCount, ppEnableLayerNames: 사용할 레이어의 정보를 정의
VkInstanceCreateInfo instanceCreateInfo{
.sType = VK_STRUCTURE_TYPE_INSTANCE_CREATE_INFO,
.pApplicationInfo = &applicationInfo,
.enabledLayerCount = static_cast<uint32_t>(instanceLayerNames.size()),
.ppEnabledLayerNames = instanceLayerNames.data(),
.enabledExtensionCount = static_cast<uint32_t>(instanceExtensionNames.size()),
.ppEnabledExtensionNames = instanceExtensionNames.data()
};
// vkCreateInstance로 인스턴스 생성. 생성된 인스턴스가 mInstance에 쓰여진다.
VK_CHECK_ERROR(vkCreateInstance(&instanceCreateInfo, nullptr, &mInstance));
// ================================================================================
// 2. VkPhysicalDevice 선택
// ================================================================================
uint32_t physicalDeviceCount;
VK_CHECK_ERROR(vkEnumeratePhysicalDevices(mInstance, &physicalDeviceCount, nullptr));
vector<VkPhysicalDevice> physicalDevices(physicalDeviceCount);
VK_CHECK_ERROR(vkEnumeratePhysicalDevices(mInstance, &physicalDeviceCount, physicalDevices.data()));
// 간단한 예제를 위해 첫 번째 VkPhysicalDevice를 사용
mPhysicalDevice = physicalDevices[0];
VkPhysicalDeviceProperties physicalDeviceProperties; // 이 구조체 안에 GPU에 필요한 모든 정보가 있다.
vkGetPhysicalDeviceProperties(mPhysicalDevice, &physicalDeviceProperties);
aout << "Selected Physical Device Information ↓" << endl;
aout << setw(16) << left << " - Device Name: "
<< string_view(physicalDeviceProperties.deviceName) << endl;
aout << setw(16) << left << " - Device Type: "
<< vkToString(physicalDeviceProperties.deviceType) << endl;
aout << std::hex;
aout << setw(16) << left << " - Device ID: " << physicalDeviceProperties.deviceID << endl;
aout << setw(16) << left << " - Vendor ID: " << physicalDeviceProperties.vendorID << endl;
aout << std::dec;
aout << setw(16) << left << " - API Version: "
<< VK_API_VERSION_MAJOR(physicalDeviceProperties.apiVersion) << "."
<< VK_API_VERSION_MINOR(physicalDeviceProperties.apiVersion);
aout << setw(16) << left << " - Driver Version: "
<< VK_API_VERSION_MAJOR(physicalDeviceProperties.driverVersion) << "."
<< VK_API_VERSION_MINOR(physicalDeviceProperties.driverVersion);
// ================================================================================
// 3. VkDevice 생성
// ================================================================================
uint32_t queueFamilyPropertiesCount;
//---------------------------------------------------------------------------------
//** queueFamily 속성을 조회
// 사용 가능한 queueFamily의 수(=queueFamilyPropertiesCount)를 얻어온다.
vkGetPhysicalDeviceQueueFamilyProperties(mPhysicalDevice, &queueFamilyPropertiesCount, nullptr);
vector<VkQueueFamilyProperties> queueFamilyProperties(queueFamilyPropertiesCount);
// 해당 queueFamily들의 속성을 배열에 얻어온다.
vkGetPhysicalDeviceQueueFamilyProperties(mPhysicalDevice, &queueFamilyPropertiesCount, queueFamilyProperties.data());
//---------------------------------------------------------------------------------
// 특정 queueFamilyProperties가 VK_QUEUE_GRAPHICS_BIT를 지원하는지 확인.
// 지원하는 queueFamilyProperties를 찾으면 break. queueFamily에 대한 정보는 mQueueFamilyIndex에 저장.
for (mQueueFamilyIndex = 0;
mQueueFamilyIndex != queueFamilyPropertiesCount; ++mQueueFamilyIndex) {
if (queueFamilyProperties[mQueueFamilyIndex].queueFlags & VK_QUEUE_GRAPHICS_BIT) {
break;
}
}
// 생성할 큐를 정의
const vector<float> queuePriorities{1.0};
VkDeviceQueueCreateInfo deviceQueueCreateInfo{
.sType = VK_STRUCTURE_TYPE_DEVICE_QUEUE_CREATE_INFO,
.queueFamilyIndex = mQueueFamilyIndex, // queueFamilyIndex
.queueCount = 1, // 생성할 큐의 개수
.pQueuePriorities = queuePriorities.data() // 큐의 우선순위
};
uint32_t deviceExtensionCount; // 사용 가능한 deviceExtension 개수
VK_CHECK_ERROR(vkEnumerateDeviceExtensionProperties(mPhysicalDevice,
nullptr,
&deviceExtensionCount,
nullptr));
vector<VkExtensionProperties> deviceExtensionProperties(deviceExtensionCount);
VK_CHECK_ERROR(vkEnumerateDeviceExtensionProperties(mPhysicalDevice,
nullptr,
&deviceExtensionCount,
deviceExtensionProperties.data()));
vector<const char *> deviceExtensionNames;
for (const auto &properties: deviceExtensionProperties) {
if (properties.extensionName == string("VK_KHR_swapchain")) {
deviceExtensionNames.push_back(properties.extensionName);
}
}
assert(deviceExtensionNames.size() == 1); // VK_KHR_swapchain이 반드시 필요하기 때문에 확인
// 생성할 Device 정의
VkDeviceCreateInfo deviceCreateInfo{
.sType = VK_STRUCTURE_TYPE_DEVICE_CREATE_INFO,
.queueCreateInfoCount = 1, // 큐의 개수
.pQueueCreateInfos = &deviceQueueCreateInfo, // 생성할 큐의 정보
.enabledExtensionCount = static_cast<uint32_t>(deviceExtensionNames.size()),
.ppEnabledExtensionNames = deviceExtensionNames.data() // 활성화하려는 deviceExtension들을 넘겨줌
};
// vkCreateDevice를 호출하여 Device 생성(= mDevice 생성)
VK_CHECK_ERROR(vkCreateDevice(mPhysicalDevice, &deviceCreateInfo, nullptr, &mDevice));
// 생성된 Device(= mDevice)로부터 큐를 vkGetDeviceQueue를 호출하여 얻어온다.
vkGetDeviceQueue(mDevice, mQueueFamilyIndex, 0, &mQueue);
// ================================================================================
// 4. VkSurface 생성
// ================================================================================
VkAndroidSurfaceCreateInfoKHR surfaceCreateInfo{
.sType = VK_STRUCTURE_TYPE_ANDROID_SURFACE_CREATE_INFO_KHR,
.window = window
};
// surface 생성.
VK_CHECK_ERROR(vkCreateAndroidSurfaceKHR(mInstance, &surfaceCreateInfo, nullptr, &mSurface));
VkBool32 supported; // surface 지원 여부
VK_CHECK_ERROR(vkGetPhysicalDeviceSurfaceSupportKHR(mPhysicalDevice,
mQueueFamilyIndex,
mSurface,
&supported)); // 지원 여부를 받아옴.
assert(supported);
// ================================================================================
// 5. VkSwapchain 생성
// ================================================================================
VkSurfaceCapabilitiesKHR surfaceCapabilities;
VK_CHECK_ERROR(vkGetPhysicalDeviceSurfaceCapabilitiesKHR(mPhysicalDevice,
mSurface,
&surfaceCapabilities));
VkCompositeAlphaFlagBitsKHR compositeAlpha = VK_COMPOSITE_ALPHA_FLAG_BITS_MAX_ENUM_KHR;
for (auto i = 0; i <= 4; ++i) {
if (auto flag = 0x1u << i; surfaceCapabilities.supportedCompositeAlpha & flag) {
compositeAlpha = static_cast<VkCompositeAlphaFlagBitsKHR>(flag);
break;
}
}
assert(compositeAlpha != VK_COMPOSITE_ALPHA_FLAG_BITS_MAX_ENUM_KHR);
VkImageUsageFlags swapchainImageUsage = VK_IMAGE_USAGE_COLOR_ATTACHMENT_BIT | VK_IMAGE_USAGE_TRANSFER_DST_BIT;
assert(surfaceCapabilities.supportedUsageFlags & VK_IMAGE_USAGE_COLOR_ATTACHMENT_BIT);
uint32_t surfaceFormatCount = 0;
VK_CHECK_ERROR(vkGetPhysicalDeviceSurfaceFormatsKHR(mPhysicalDevice,
mSurface,
&surfaceFormatCount,
nullptr));
vector<VkSurfaceFormatKHR> surfaceFormats(surfaceFormatCount);
VK_CHECK_ERROR(vkGetPhysicalDeviceSurfaceFormatsKHR(mPhysicalDevice,
mSurface,
&surfaceFormatCount,
surfaceFormats.data()));
uint32_t surfaceFormatIndex = VK_FORMAT_MAX_ENUM;
for (auto i = 0; i != surfaceFormatCount; ++i) {
if (surfaceFormats[i].format == VK_FORMAT_R8G8B8A8_UNORM) {
surfaceFormatIndex = i;
break;
}
}
assert(surfaceFormatIndex != VK_FORMAT_MAX_ENUM);
uint32_t presentModeCount;
VK_CHECK_ERROR(vkGetPhysicalDeviceSurfacePresentModesKHR(mPhysicalDevice,
mSurface,
&presentModeCount,
nullptr));
vector<VkPresentModeKHR> presentModes(presentModeCount);
VK_CHECK_ERROR(vkGetPhysicalDeviceSurfacePresentModesKHR(mPhysicalDevice,
mSurface,
&presentModeCount,
presentModes.data()));
uint32_t presentModeIndex = VK_PRESENT_MODE_MAX_ENUM_KHR;
for (auto i = 0; i != presentModeCount; ++i) {
if (presentModes[i] == VK_PRESENT_MODE_FIFO_KHR) {
presentModeIndex = i;
break;
}
}
assert(presentModeIndex != VK_PRESENT_MODE_MAX_ENUM_KHR);
VkSwapchainCreateInfoKHR swapchainCreateInfo{
.sType = VK_STRUCTURE_TYPE_SWAPCHAIN_CREATE_INFO_KHR,
.surface = mSurface,
.minImageCount = surfaceCapabilities.minImageCount,
.imageFormat = surfaceFormats[surfaceFormatIndex].format,
.imageColorSpace = surfaceFormats[surfaceFormatIndex].colorSpace,
.imageExtent = surfaceCapabilities.currentExtent,
.imageArrayLayers = 1,
.imageUsage = swapchainImageUsage,
.imageSharingMode = VK_SHARING_MODE_EXCLUSIVE,
.preTransform = surfaceCapabilities.currentTransform,
.compositeAlpha = compositeAlpha,
.presentMode = presentModes[presentModeIndex]
};
VK_CHECK_ERROR(vkCreateSwapchainKHR(mDevice, &swapchainCreateInfo, nullptr, &mSwapchain));
uint32_t swapchainImageCount;
VK_CHECK_ERROR(vkGetSwapchainImagesKHR(mDevice, mSwapchain, &swapchainImageCount, nullptr));
mSwapchainImages.resize(swapchainImageCount);
VK_CHECK_ERROR(vkGetSwapchainImagesKHR(mDevice,
mSwapchain,
&swapchainImageCount,
mSwapchainImages.data()));
mSwapchainImageViews.resize(swapchainImageCount); // ImageView를 Swapchain의 개수만큼 생성
for (auto i = 0; i != swapchainImageCount; ++i) {
// ================================================================================
// 6. VkImageView 생성
// ================================================================================
VkImageViewCreateInfo imageViewCreateInfo{ // 생성할 ImageView를 정의
.sType = VK_STRUCTURE_TYPE_IMAGE_VIEW_CREATE_INFO,
.image = mSwapchainImages[i],
.viewType = VK_IMAGE_VIEW_TYPE_2D,
.format = surfaceFormats[surfaceFormatIndex].format, // Swapchain 이미지 포맷과 동일한 포맷으로 설정
.components = {
.r = VK_COMPONENT_SWIZZLE_R,
.g = VK_COMPONENT_SWIZZLE_G,
.b = VK_COMPONENT_SWIZZLE_B,
.a = VK_COMPONENT_SWIZZLE_A,
},
.subresourceRange = { // 모든 이미지에 대해서 이 이미지 뷰가 접근할 수 있도록 설정
.aspectMask = VK_IMAGE_ASPECT_COLOR_BIT,
.baseMipLevel = 0,
.levelCount = 1,
.baseArrayLayer = 0,
.layerCount = 1
}
};
VK_CHECK_ERROR(vkCreateImageView(mDevice,
&imageViewCreateInfo,
nullptr,
&mSwapchainImageViews[i])); // mSwapchainImageViews[i] 생성
}
// ================================================================================
// 7. VkCommandPool 생성
// ================================================================================
VkCommandPoolCreateInfo commandPoolCreateInfo{
.sType = VK_STRUCTURE_TYPE_COMMAND_POOL_CREATE_INFO,
.flags = VK_COMMAND_POOL_CREATE_TRANSIENT_BIT | // command buffer가 자주 변경될 것임을 알려줌
VK_COMMAND_POOL_CREATE_RESET_COMMAND_BUFFER_BIT, // command buffer를 개별적으로 초기화 가능하게 설정
.queueFamilyIndex = mQueueFamilyIndex
};
VK_CHECK_ERROR(vkCreateCommandPool(mDevice, &commandPoolCreateInfo, nullptr, &mCommandPool)); // mCommandPool 생성
// ================================================================================
// 8. VkCommandBuffer 할당
// ================================================================================
VkCommandBufferAllocateInfo commandBufferAllocateInfo{ // 할당하려는 command buffer 정의
.sType = VK_STRUCTURE_TYPE_COMMAND_BUFFER_ALLOCATE_INFO,
.commandPool = mCommandPool,
.level = VK_COMMAND_BUFFER_LEVEL_PRIMARY,
.commandBufferCount = 1
};
VK_CHECK_ERROR(vkAllocateCommandBuffers(mDevice, &commandBufferAllocateInfo, &mCommandBuffer));
// ================================================================================
// 9. VkCommandBuffer 기록 시작
// ================================================================================
VkCommandBufferBeginInfo commandBufferBeginInfo{
.sType = VK_STRUCTURE_TYPE_COMMAND_BUFFER_BEGIN_INFO,
.flags = VK_COMMAND_BUFFER_USAGE_ONE_TIME_SUBMIT_BIT // 한 번만 기록되고 다시 리셋 될 것이라는 의미
};
// mCommandBuffer를 기록중인 상태로 변경.
VK_CHECK_ERROR(vkBeginCommandBuffer(mCommandBuffer, &commandBufferBeginInfo));
for (auto swapchainImage : mSwapchainImages) { // 스왑체인 이미지만큼 for문을 돈다.
// ================================================================================
// 10. VkImageLayout 변환
// ================================================================================
VkImageMemoryBarrier imageMemoryBarrierForPresentSwapchainImage{
.sType = VK_STRUCTURE_TYPE_IMAGE_MEMORY_BARRIER,
.srcAccessMask = 0,
.dstAccessMask = 0,
.oldLayout = VK_IMAGE_LAYOUT_UNDEFINED,
.newLayout = VK_IMAGE_LAYOUT_PRESENT_SRC_KHR,
.srcQueueFamilyIndex = VK_QUEUE_FAMILY_IGNORED,
.dstQueueFamilyIndex = VK_QUEUE_FAMILY_IGNORED,
.image = swapchainImage,
.subresourceRange = {
.aspectMask = VK_IMAGE_ASPECT_COLOR_BIT,
.baseMipLevel = 0,
.levelCount = 1,
.baseArrayLayer = 0,
.layerCount = 1
}
};
vkCmdPipelineBarrier(mCommandBuffer,
VK_PIPELINE_STAGE_TOP_OF_PIPE_BIT,
VK_PIPELINE_STAGE_BOTTOM_OF_PIPE_BIT,
0,
0,
nullptr,
0,
nullptr,
1,
&imageMemoryBarrierForPresentSwapchainImage);
}
// ================================================================================
// 11. VkCommandBuffer 기록 종료
// ================================================================================
VK_CHECK_ERROR(vkEndCommandBuffer(mCommandBuffer)); // mCommandBuffer는 Executable 상태가 된다.
// ================================================================================
// 12. VkCommandBuffer 제출
// ================================================================================
VkSubmitInfo submitInfo{
.sType = VK_STRUCTURE_TYPE_SUBMIT_INFO,
.commandBufferCount = 1,
.pCommandBuffers = &mCommandBuffer
};
// submitInfo 구조체를 넘김으로써 commandBuffer 정보를 queue에 제출
VK_CHECK_ERROR(vkQueueSubmit(mQueue, 1, &submitInfo, VK_NULL_HANDLE));
// commandBuffer를 vkQueueSubmit에 제출했지만 해당 Command buffer가 실행이 됐을지 안 됐을지 알 수 없다. CPU와 GPU는 따로따로 돌기 때문에 항상 실행이 됐다는 보장을 할 수 없다. 그래서 이를 보장하기 위해 vkQueueWaitIdle를 호출하여 이 queue에 제출한 Command buffer가 모두 다 실행되는 것을 보장한다.
VK_CHECK_ERROR(vkQueueWaitIdle(mQueue));
// ================================================================================
// 13. VkFence 생성
// ================================================================================
VkFenceCreateInfo fenceCreateInfo{
.sType = VK_STRUCTURE_TYPE_FENCE_CREATE_INFO
}; // 생성할 Fence의 정보를 해당 구조체에서 정의
VK_CHECK_ERROR(vkCreateFence(mDevice, &fenceCreateInfo, nullptr, &mFence)); // mFence 생성. flag에 아무것도 넣어주지 않았기 때문에 생성된 Fence의 초기 상태는 Unsignal 상태다.
// ================================================================================
// 14. VkSemaphore 생성
// ================================================================================
VkSemaphoreCreateInfo semaphoreCreateInfo{
.sType = VK_STRUCTURE_TYPE_SEMAPHORE_CREATE_INFO,
};
VK_CHECK_ERROR(vkCreateSemaphore(mDevice, &semaphoreCreateInfo, nullptr, &mSemaphore));
}
VkRenderer::~VkRenderer() {
for (auto imageView : mSwapchainImageViews) {
vkDestroyImageView(mDevice, imageView, nullptr);
}
mSwapchainImageViews.clear();
vkDestroySemaphore(mDevice, mSemaphore, nullptr);
vkDestroyFence(mDevice, mFence, nullptr);
vkFreeCommandBuffers(mDevice, mCommandPool, 1, &mCommandBuffer);
vkDestroyCommandPool(mDevice, mCommandPool, nullptr);
vkDestroySwapchainKHR(mDevice, mSwapchain, nullptr);
vkDestroySurfaceKHR(mInstance, mSurface, nullptr);
vkDestroyDevice(mDevice, nullptr); // Device 파괴. queue의 경우 Device를 생성하면서 생겼기 때문에 따로 파괴하는 API가 존재하지 않는다.
vkDestroyInstance(mInstance, nullptr);
}
void VkRenderer::render() {
// ================================================================================
// 1. 화면에 출력할 수 있는 VkImage 얻기
// ================================================================================
uint32_t swapchainImageIndex;
VK_CHECK_ERROR(vkAcquireNextImageKHR(mDevice,
mSwapchain,
UINT64_MAX,
VK_NULL_HANDLE,
mFence, // Fence 설정
&swapchainImageIndex)); // 사용 가능한 이미지 변수에 담기
auto swapchainImage = mSwapchainImages[swapchainImageIndex];
// ================================================================================
// 2. VkFence 기다린 후 초기화
// ================================================================================
// mFence가 Signal 될 때까지 기다린다.
VK_CHECK_ERROR(vkWaitForFences(mDevice, 1, &mFence, VK_TRUE, UINT64_MAX));
// mFence가 Siganl이 되면 vkResetFences를 호출해서 Fence의 상태를 다시 초기화한다.
// 초기화하는 이유: vkAcquireNextImageKHR을 호출할 때 이 Fence의 상태는 항상 Unsignal 상태여야 하기 때문이다.
VK_CHECK_ERROR(vkResetFences(mDevice, 1, &mFence));
// ================================================================================
// 3. VkCommandBuffer 초기화
// ================================================================================
vkResetCommandBuffer(mCommandBuffer, 0);
// ================================================================================
// 4. VkCommandBuffer 기록 시작
// ================================================================================
VkCommandBufferBeginInfo commandBufferBeginInfo{
.sType = VK_STRUCTURE_TYPE_COMMAND_BUFFER_BEGIN_INFO,
.flags = VK_COMMAND_BUFFER_USAGE_ONE_TIME_SUBMIT_BIT // 한 번만 기록되고 다시 리셋 될 것이라는 의미
};
// mCommandBuffer를 기록중인 상태로 변경.
VK_CHECK_ERROR(vkBeginCommandBuffer(mCommandBuffer, &commandBufferBeginInfo));
// ================================================================================
// 5. VkImageLayout 변환
// ================================================================================
VkImageMemoryBarrier imageMemoryBarrierForClearColorImage{
.sType = VK_STRUCTURE_TYPE_IMAGE_MEMORY_BARRIER,
.srcAccessMask = VK_ACCESS_NONE,
.dstAccessMask = VK_ACCESS_TRANSFER_WRITE_BIT,
.oldLayout = VK_IMAGE_LAYOUT_PRESENT_SRC_KHR,
.newLayout = VK_IMAGE_LAYOUT_TRANSFER_DST_OPTIMAL,
.srcQueueFamilyIndex = VK_QUEUE_FAMILY_IGNORED,
.dstQueueFamilyIndex = VK_QUEUE_FAMILY_IGNORED,
.image = swapchainImage,
.subresourceRange = {
.aspectMask = VK_IMAGE_ASPECT_COLOR_BIT,
.baseMipLevel = 0,
.levelCount = 1,
.baseArrayLayer = 0,
.layerCount = 1
}
};
vkCmdPipelineBarrier(mCommandBuffer,
VK_PIPELINE_STAGE_TOP_OF_PIPE_BIT,
VK_PIPELINE_STAGE_TRANSFER_BIT,
0,
0,
nullptr,
0,
nullptr,
1,
&imageMemoryBarrierForClearColorImage);
// ================================================================================
// 6. Clear 색상 갱신
// ================================================================================
for (auto i = 0; i != 4; ++i) {
mClearColorValue.float32[i] = fmodf(mClearColorValue.float32[i] + 0.01, 1.0);
}
// ================================================================================
// 7. VkImage 색상 초기화
// ================================================================================
VkImageSubresourceRange imageSubresourceRange{
.aspectMask = VK_IMAGE_ASPECT_COLOR_BIT,
.baseMipLevel = 0,
.levelCount = 1,
.baseArrayLayer = 0,
.layerCount = 1
};
vkCmdClearColorImage(mCommandBuffer,
swapchainImage,
VK_IMAGE_LAYOUT_TRANSFER_DST_OPTIMAL,
&mClearColorValue,
1,
&imageSubresourceRange);
// ================================================================================
// 8. VkImageLayout 변환
// ================================================================================
VkImageMemoryBarrier imageMemoryBarrierForPresentSwapchainImage{
.sType = VK_STRUCTURE_TYPE_IMAGE_MEMORY_BARRIER,
.srcAccessMask = VK_ACCESS_TRANSFER_WRITE_BIT,
.dstAccessMask = 0,
.oldLayout = VK_IMAGE_LAYOUT_TRANSFER_DST_OPTIMAL,
.newLayout = VK_IMAGE_LAYOUT_PRESENT_SRC_KHR,
.srcQueueFamilyIndex = VK_QUEUE_FAMILY_IGNORED,
.dstQueueFamilyIndex = VK_QUEUE_FAMILY_IGNORED,
.image = swapchainImage,
.subresourceRange = {
.aspectMask = VK_IMAGE_ASPECT_COLOR_BIT,
.baseMipLevel = 0,
.levelCount = 1,
.baseArrayLayer = 0,
.layerCount = 1
}
};
vkCmdPipelineBarrier(mCommandBuffer,
VK_PIPELINE_STAGE_TRANSFER_BIT,
VK_PIPELINE_STAGE_BOTTOM_OF_PIPE_BIT,
0,
0,
nullptr,
0,
nullptr,
1,
&imageMemoryBarrierForPresentSwapchainImage);
// ================================================================================
// 9. VkCommandBuffer 기록 종료
// ================================================================================
VK_CHECK_ERROR(vkEndCommandBuffer(mCommandBuffer)); // mCommandBuffer는 Executable 상태가 된다.
// ================================================================================
// 10. VkCommandBuffer 제출
// ================================================================================
VkSubmitInfo submitInfo{
.sType = VK_STRUCTURE_TYPE_SUBMIT_INFO,
.commandBufferCount = 1,
.pCommandBuffers = &mCommandBuffer,
.signalSemaphoreCount = 1,
.pSignalSemaphores = &mSemaphore
};
// submitInfo 구조체를 넘김으로써 commandBuffer 정보를 queue에 제출
VK_CHECK_ERROR(vkQueueSubmit(mQueue, 1, &submitInfo, VK_NULL_HANDLE));
// commandBuffer를 vkQueueSubmit에 제출했지만 해당 Command buffer가 실행이 됐을지 안 됐을지 알 수 없다. CPU와 GPU는 따로따로 돌기 때문에 항상 실행이 됐다는 보장을 할 수 없다. 그래서 이를 보장하기 위해 vkQueueWaitIdle를 호출하여 이 queue에 제출한 Command buffer가 모두 다 실행되는 것을 보장한다.
VK_CHECK_ERROR(vkQueueWaitIdle(mQueue));
// ================================================================================
// 11. VkImage 화면에 출력
// ================================================================================
VkPresentInfoKHR presentInfo{
.sType = VK_STRUCTURE_TYPE_PRESENT_INFO_KHR,
.swapchainCount = 1,
.pWaitSemaphores = &mSemaphore,
.swapchainCount = 1,
.pSwapchains = &mSwapchain,
.pImageIndices = &swapchainImageIndex
};
VK_CHECK_ERROR(vkQueuePresentKHR(mQueue, &presentInfo)); // 화면에 출력.
}
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