EXT_scalar_block_layout 中的布局说明符标量有什么用？

Question

题

scalar访问 GL_EXT_scalar_block_layout 中的存储缓冲区时，布局说明符有什么用？（例如见下文）

什么是用例scalar？

背景

我最近使用 Vulkan 和 NVidias VkRayTracing 扩展程序编写了一个简单的 Raytracer，并且正在学习本教程。在有关最近命中着色器的部分中，需要访问存储在井存储缓冲区（带有使用标志vk::BufferUsageFlagBits::eStorageBuffer）中的一些数据。

在着色器中，GL_EXT_scalar_block_layout使用了扩展，并像这样访问这些缓冲区：

layout(binding = 4, set = 1, scalar) buffer Vertices { Vertex v[]; } vertices[];

当我第一次使用这段代码时，验证层告诉我结构体Vertex的布局无效，所以我将它们更改为每个成员在 16 字节块上对齐：

struct Vertex {
    vec4 position;
    vec4 normal;
    vec4 texCoord;
};

使用 C++ 中的相应结构：

#pragma pack(push, 1)
struct Vertex {
    glm::vec4 position_1unused;
    glm::vec4 normal_1unused;
    glm::vec4 texCoord_2unused;
};
#pragma pack(pop)

错误消失了，我得到了一个可以工作的 Raytracer。但我仍然不明白为什么scalar这里使用关键字。我发现这个文档在谈论 GL_EXT_scalar_block_layout-extension，但我真的不明白。可能我只是不习惯 glsl 术语？我看不出我必须使用它的任何理由。

此外，我只是试图删除它scalar，但它仍然可以正常工作，没有任何区别、警告或错误。将不胜感激有关此主题的任何澄清或更多资源。

Answer 1

在std140和std430布局做了不少对象的偏移/比对尺寸的四舍五入。std140基本上使任何非标量类型与 a 对齐到相同的对齐方式vec4。std430稍微放松了一点，但它仍然做了很多四舍五入到 avec4的对齐。

scalar布局基本上是指根据对象的组件标量来布局对象。任何聚合组件（向量、矩阵、数组和structs）的东西都不会影响布局。特别是：

1. 所有类型的大小/对齐都只与它们实际使用的标量组件的最高对齐。因此，包含单个的结构的uint大小/对齐方式与 a uint: 4 字节的大小/对齐方式相同。根据std140规则，它将具有 16 字节的大小和对齐方式。

   请注意，这种布局使vec3类似的类型实际上可行，因为 C 和 C++ 将能够创建映射到 GLSL 的对齐规则。

2. 数组中元素的数组步长完全基于元素类型的大小/对齐方式，递归。所以数组uint的数组步长为 4 个字节；根据std140规则，它将有一个 16 字节的 stride。

3. 对齐和填充仅对标量重要。如果你有一个包含一个结构uint，然后一uvec2，在std140/430，这将需要16个字节，与第一后4个字节的填充uint。在scalar布局下，这样的结构只需要 12 个字节（并且对齐到 4 个字节），uvec2并且概念上没有对齐。因此，仅当您有较小的标量时才存在填充，例如 auint16后跟 a uint。

在您展示的特定情况下，scalar布局是不必要的，因为您使用的所有类型都是vec4s。