Disegno indiretto e culling GPU
L'esempio D3D12ExecuteIndirect illustra come usare i comandi indiretti per disegnare contenuto. Viene inoltre illustrato come questi comandi possono essere modificati sulla GPU in uno shader di calcolo prima che vengano rilasciati.
- Definire i comandi indiretti
- Creare una grafica e calcolare la firma radice
- Creare una visualizzazione risorse shader (SRV) per lo shader di calcolo
- Creare i buffer dei comandi indiretti
- Creare gli UAV di calcolo
- Disegnare la cornice
- Eseguire il di esempio
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L'esempio crea un buffer dei comandi che descrive 1024 chiamate di disegno. Ogni chiamata di disegno esegue il rendering di un triangolo con un colore casuale, una posizione e una velocità. I triangoli si animano senza fine sullo schermo. In questo esempio sono disponibili due modalità. Nella prima modalità, un compute shader controlla i comandi indiretti e decide se aggiungere o meno tale comando a una visualizzazione di accesso non ordinata (UAV) che descrive i comandi che devono essere eseguiti. Nella seconda modalità tutti i comandi vengono semplicemente eseguiti. Premendo la barra spaziatrice si passa da una modalità all'altra.
Definire i comandi indiretti
Si inizia definendo l'aspetto dei comandi indiretti. In questo esempio i comandi da eseguire sono:
- 1. Aggiornare la visualizzazione del buffer costante (CBV).
2. Disegnare il triangolo.
Questi comandi di disegno sono rappresentati dalla struttura seguente nella definizione della classe D3D12ExecuteIndirect. I comandi vengono eseguiti in sequenza nell'ordine in cui sono definiti in questa struttura.
// Data structure to match the command signature used for ExecuteIndirect.
struct IndirectCommand
{
D3D12_GPU_VIRTUAL_ADDRESS cbv;
D3D12_DRAW_ARGUMENTS drawArguments;
};
| Flusso di chiamata | Parametri |
|---|---|
| D3D12_GPU_VIRTUAL_ADDRESS (semplicemente un UINT64) | |
| D3D12_DRAW_ARGUMENTS |
Per accompagnare la struttura dei dati, viene creata anche una firma del comando che indica alla GPU come interpretare i dati passati all'APIExecuteIndirect. Questo e la maggior parte del codice seguente viene aggiunto al metodo LoadAssets.
// Create the command signature used for indirect drawing.
{
// Each command consists of a CBV update and a DrawInstanced call.
D3D12_INDIRECT_ARGUMENT_DESC argumentDescs[2] = {};
argumentDescs[0].Type = D3D12_INDIRECT_ARGUMENT_TYPE_CONSTANT_BUFFER_VIEW;
argumentDescs[0].ConstantBufferView.RootParameterIndex = Cbv;
argumentDescs[1].Type = D3D12_INDIRECT_ARGUMENT_TYPE_DRAW;
D3D12_COMMAND_SIGNATURE_DESC commandSignatureDesc = {};
commandSignatureDesc.pArgumentDescs = argumentDescs;
commandSignatureDesc.NumArgumentDescs = _countof(argumentDescs);
commandSignatureDesc.ByteStride = sizeof(IndirectCommand);
ThrowIfFailed(m_device->CreateCommandSignature(&commandSignatureDesc, m_rootSignature.Get(), IID_PPV_ARGS(&m_commandSignature)));
}
| Flusso di chiamata | Parametri |
|---|---|
| D3D12_INDIRECT_ARGUMENT_DESC | D3D12_INDIRECT_ARGUMENT_TYPE |
| D3D12_COMMAND_SIGNATURE_DESC | |
| CreateCommandSignature |
Creare una grafica e calcolare la firma radice
Creiamo anche una grafica e una firma radice di calcolo. La firma radice grafica definisce semplicemente un CBV radice. Si noti che si esegue il mapping dell'indice di questo parametro radice nel D3D12_INDIRECT_ARGUMENT_DESC (illustrato sopra) quando viene definita la firma del comando. La firma radice di calcolo definisce:
- Tabella di descrittore comune con tre slot (due SRV e un UAV):
- Uno SRV espone i buffer costanti allo shader di calcolo
- Uno SRV espone il buffer dei comandi allo shader di calcolo
- L'UAV è la posizione in cui lo shader di calcolo salva i comandi per i triangoli visibili
- Quattro costanti radice:
- Metà della larghezza di un lato del triangolo
- Posizione z dei vertici del triangolo
- Offset +/- x del piano di scellino nello spazio omogeneo [-1,1]
- Numero di comandi indiretti nel buffer dei comandi
// Create the root signatures.
{
CD3DX12_ROOT_PARAMETER rootParameters[GraphicsRootParametersCount];
rootParameters[Cbv].InitAsConstantBufferView(0, 0, D3D12_SHADER_VISIBILITY_VERTEX);
CD3DX12_ROOT_SIGNATURE_DESC rootSignatureDesc;
rootSignatureDesc.Init(_countof(rootParameters), rootParameters, 0, nullptr, D3D12_ROOT_SIGNATURE_FLAG_ALLOW_INPUT_ASSEMBLER_INPUT_LAYOUT);
ComPtr<ID3DBlob> signature;
ComPtr<ID3DBlob> error;
ThrowIfFailed(D3D12SerializeRootSignature(&rootSignatureDesc, D3D_ROOT_SIGNATURE_VERSION_1, &signature, &error));
ThrowIfFailed(m_device->CreateRootSignature(0, signature->GetBufferPointer(), signature->GetBufferSize(), IID_PPV_ARGS(&m_rootSignature)));
// Create compute signature.
CD3DX12_DESCRIPTOR_RANGE ranges[2];
ranges[0].Init(D3D12_DESCRIPTOR_RANGE_TYPE_SRV, 2, 0);
ranges[1].Init(D3D12_DESCRIPTOR_RANGE_TYPE_UAV, 1, 0);
CD3DX12_ROOT_PARAMETER computeRootParameters[ComputeRootParametersCount];
computeRootParameters[SrvUavTable].InitAsDescriptorTable(2, ranges);
computeRootParameters[RootConstants].InitAsConstants(4, 0);
CD3DX12_ROOT_SIGNATURE_DESC computeRootSignatureDesc;
computeRootSignatureDesc.Init(_countof(computeRootParameters), computeRootParameters);
ThrowIfFailed(D3D12SerializeRootSignature(&computeRootSignatureDesc, D3D_ROOT_SIGNATURE_VERSION_1, &signature, &error));
ThrowIfFailed(m_device->CreateRootSignature(0, signature->GetBufferPointer(), signature->GetBufferSize(), IID_PPV_ARGS(&m_computeRootSignature)));
}
Creare una visualizzazione risorse shader (SRV) per lo shader di calcolo
Dopo aver creato gli oggetti stato della pipeline, i vertex buffer, uno stencil di profondità e i buffer costanti, l'esempio crea quindi una visualizzazione risorse shader (SRV) del buffer costante in modo che il compute shader possa accedere ai dati nel buffer costante.
// Create shader resource views (SRV) of the constant buffers for the
// compute shader to read from.
D3D12_SHADER_RESOURCE_VIEW_DESC srvDesc = {};
srvDesc.Format = DXGI_FORMAT_UNKNOWN;
srvDesc.ViewDimension = D3D12_SRV_DIMENSION_BUFFER;
srvDesc.Shader4ComponentMapping = D3D12_DEFAULT_SHADER_4_COMPONENT_MAPPING;
srvDesc.Buffer.NumElements = TriangleCount;
srvDesc.Buffer.StructureByteStride = sizeof(ConstantBufferData);
srvDesc.Buffer.Flags = D3D12_BUFFER_SRV_FLAG_NONE;
CD3DX12_CPU_DESCRIPTOR_HANDLE cbvSrvHandle(m_cbvSrvUavHeap->GetCPUDescriptorHandleForHeapStart(), CbvSrvOffset, m_cbvSrvUavDescriptorSize);
for (UINT frame = 0; frame < FrameCount; frame++)
{
srvDesc.Buffer.FirstElement = frame * TriangleCount;
m_device->CreateShaderResourceView(m_constantBuffer.Get(), &srvDesc, cbvSrvHandle);
cbvSrvHandle.Offset(CbvSrvUavDescriptorCountPerFrame, m_cbvSrvUavDescriptorSize);
}
| Flusso di chiamata | Parametri |
|---|---|
| D3D12_SHADER_RESOURCE_VIEW_DESC | |
| CD3DX12_CPU_DESCRIPTOR_HANDLE | GetCPUDescriptorHandleForHeapStart |
| CreateShaderResourceView |
Creare i buffer dei comandi indiretti
Si creano quindi i buffer dei comandi indiretti e si definiscono i relativi contenuti usando il codice seguente. Disegnare gli stessi vertici del triangolo 1024 volte, ma puntare a una posizione del buffer costante diversa con ogni chiamata di disegno.
D3D12_GPU_VIRTUAL_ADDRESS gpuAddress = m_constantBuffer->GetGPUVirtualAddress();
UINT commandIndex = 0;
for (UINT frame = 0; frame < FrameCount; frame++)
{
for (UINT n = 0; n < TriangleCount; n++)
{
commands[commandIndex].cbv = gpuAddress;
commands[commandIndex].drawArguments.VertexCountPerInstance = 3;
commands[commandIndex].drawArguments.InstanceCount = 1;
commands[commandIndex].drawArguments.StartVertexLocation = 0;
commands[commandIndex].drawArguments.StartInstanceLocation = 0;
commandIndex++;
gpuAddress += sizeof(ConstantBufferData);
}
}
| Flusso di chiamata | Parametri |
|---|---|
| D3D12_GPU_VIRTUAL_ADDRESS | GetGPUVirtualAddress |
Dopo aver caricato i buffer dei comandi nella GPU, viene anche creato uno SRV per il compute shader da cui leggere. Questo comportamento è molto simile al file SRV creato del buffer costante.
// Create SRVs for the command buffers.
D3D12_SHADER_RESOURCE_VIEW_DESC srvDesc = {};
srvDesc.Format = DXGI_FORMAT_UNKNOWN;
srvDesc.ViewDimension = D3D12_SRV_DIMENSION_BUFFER;
srvDesc.Shader4ComponentMapping = D3D12_DEFAULT_SHADER_4_COMPONENT_MAPPING;
srvDesc.Buffer.NumElements = TriangleCount;
srvDesc.Buffer.StructureByteStride = sizeof(IndirectCommand);
srvDesc.Buffer.Flags = D3D12_BUFFER_SRV_FLAG_NONE;
CD3DX12_CPU_DESCRIPTOR_HANDLE commandsHandle(m_cbvSrvUavHeap->GetCPUDescriptorHandleForHeapStart(), CommandsOffset, m_cbvSrvUavDescriptorSize);
for (UINT frame = 0; frame < FrameCount; frame++)
{
srvDesc.Buffer.FirstElement = frame * TriangleCount;
m_device->CreateShaderResourceView(m_commandBuffer.Get(), &srvDesc, commandsHandle);
commandsHandle.Offset(CbvSrvUavDescriptorCountPerFrame, m_cbvSrvUavDescriptorSize);
}
| Flusso di chiamata | Parametri |
|---|---|
| D3D12_SHADER_RESOURCE_VIEW_DESC | |
| CD3DX12_CPU_DESCRIPTOR_HANDLE | GetCPUDescriptorHandleForHeapStart |
| CreateShaderResourceView |
Creare le UAV di calcolo
È necessario creare gli UAV che archivieranno i risultati del lavoro di calcolo. Quando un triangolo viene considerato dal compute shader visibile alla destinazione di rendering, verrà aggiunto a questo UAV e quindi utilizzato dall'API ExecuteIndirect.
CD3DX12_CPU_DESCRIPTOR_HANDLE processedCommandsHandle(m_cbvSrvUavHeap->GetCPUDescriptorHandleForHeapStart(), ProcessedCommandsOffset, m_cbvSrvUavDescriptorSize);
for (UINT frame = 0; frame < FrameCount; frame++)
{
// Allocate a buffer large enough to hold all of the indirect commands
// for a single frame as well as a UAV counter.
commandBufferDesc = CD3DX12_RESOURCE_DESC::Buffer(CommandBufferSizePerFrame + sizeof(UINT), D3D12_RESOURCE_FLAG_ALLOW_UNORDERED_ACCESS);
CD3DX12_HEAP_PROPERTIES heapProps(D3D12_HEAP_TYPE_DEFAULT);
ThrowIfFailed(m_device->CreateCommittedResource(
&heapProps,
D3D12_HEAP_FLAG_NONE,
&commandBufferDesc,
D3D12_RESOURCE_STATE_COPY_DEST,
nullptr,
IID_PPV_ARGS(&m_processedCommandBuffers[frame])));
D3D12_UNORDERED_ACCESS_VIEW_DESC uavDesc = {};
uavDesc.Format = DXGI_FORMAT_UNKNOWN;
uavDesc.ViewDimension = D3D12_UAV_DIMENSION_BUFFER;
uavDesc.Buffer.FirstElement = 0;
uavDesc.Buffer.NumElements = TriangleCount;
uavDesc.Buffer.StructureByteStride = sizeof(IndirectCommand);
uavDesc.Buffer.CounterOffsetInBytes = CommandBufferSizePerFrame;
uavDesc.Buffer.Flags = D3D12_BUFFER_UAV_FLAG_NONE;
m_device->CreateUnorderedAccessView(
m_processedCommandBuffers[frame].Get(),
m_processedCommandBuffers[frame].Get(),
&uavDesc,
processedCommandsHandle);
processedCommandsHandle.Offset(CbvSrvUavDescriptorCountPerFrame, m_cbvSrvUavDescriptorSize);
}
Disegno della cornice
Quando si tratta di disegnare il fotogramma, se ci si trova in modalità quando viene richiamato lo shader di calcolo e i comandi indiretti vengono elaborati dalla GPU, verrà prima Dispatch che funzionano per popolare il buffer dei comandi per ExecuteIndirect. I frammenti di codice seguenti vengono aggiunti al metodo PopulateCommandLists.
// Record the compute commands that will cull triangles and prevent them from being processed by the vertex shader.
if (m_enableCulling)
{
UINT frameDescriptorOffset = m_frameIndex * CbvSrvUavDescriptorCountPerFrame;
D3D12_GPU_DESCRIPTOR_HANDLE cbvSrvUavHandle = m_cbvSrvUavHeap->GetGPUDescriptorHandleForHeapStart();
m_computeCommandList->SetComputeRootSignature(m_computeRootSignature.Get());
ID3D12DescriptorHeap* ppHeaps[] = { m_cbvSrvUavHeap.Get() };
m_computeCommandList->SetDescriptorHeaps(_countof(ppHeaps), ppHeaps);
m_computeCommandList->SetComputeRootDescriptorTable(
SrvUavTable,
CD3DX12_GPU_DESCRIPTOR_HANDLE(cbvSrvUavHandle, CbvSrvOffset + frameDescriptorOffset, m_cbvSrvUavDescriptorSize));
m_computeCommandList->SetComputeRoot32BitConstants(RootConstants, 4, reinterpret_cast<void*>(&m_csRootConstants), 0);
// Reset the UAV counter for this frame.
m_computeCommandList->CopyBufferRegion(m_processedCommandBuffers[m_frameIndex].Get(), CommandBufferSizePerFrame, m_processedCommandBufferCounterReset.Get(), 0, sizeof(UINT));
D3D12_RESOURCE_BARRIER barrier = CD3DX12_RESOURCE_BARRIER::Transition(m_processedCommandBuffers[m_frameIndex].Get(), D3D12_RESOURCE_STATE_COPY_DEST, D3D12_RESOURCE_STATE_UNORDERED_ACCESS);
m_computeCommandList->ResourceBarrier(1, &barrier);
m_computeCommandList->Dispatch(static_cast<UINT>(ceil(TriangleCount / float(ComputeThreadBlockSize))), 1, 1);
}
ThrowIfFailed(m_computeCommandList->Close());
Verranno quindi eseguiti i comandi nel UAV (GPU culling abilitato) o nel buffer completo dei comandi (GPU culling disabilitato).
// Record the rendering commands.
{
// Set necessary state.
m_commandList->SetGraphicsRootSignature(m_rootSignature.Get());
ID3D12DescriptorHeap* ppHeaps[] = { m_cbvSrvUavHeap.Get() };
m_commandList->SetDescriptorHeaps(_countof(ppHeaps), ppHeaps);
m_commandList->RSSetViewports(1, &m_viewport);
m_commandList->RSSetScissorRects(1, m_enableCulling ? &m_cullingScissorRect : &m_scissorRect);
// Indicate that the command buffer will be used for indirect drawing
// and that the back buffer will be used as a render target.
D3D12_RESOURCE_BARRIER barriers[2] = {
CD3DX12_RESOURCE_BARRIER::Transition(
m_enableCulling ? m_processedCommandBuffers[m_frameIndex].Get() : m_commandBuffer.Get(),
m_enableCulling ? D3D12_RESOURCE_STATE_UNORDERED_ACCESS : D3D12_RESOURCE_STATE_NON_PIXEL_SHADER_RESOURCE,
D3D12_RESOURCE_STATE_INDIRECT_ARGUMENT),
CD3DX12_RESOURCE_BARRIER::Transition(
m_renderTargets[m_frameIndex].Get(),
D3D12_RESOURCE_STATE_PRESENT,
D3D12_RESOURCE_STATE_RENDER_TARGET)
};
m_commandList->ResourceBarrier(_countof(barriers), barriers);
CD3DX12_CPU_DESCRIPTOR_HANDLE rtvHandle(m_rtvHeap->GetCPUDescriptorHandleForHeapStart(), m_frameIndex, m_rtvDescriptorSize);
CD3DX12_CPU_DESCRIPTOR_HANDLE dsvHandle(m_dsvHeap->GetCPUDescriptorHandleForHeapStart());
m_commandList->OMSetRenderTargets(1, &rtvHandle, FALSE, &dsvHandle);
// Record commands.
const float clearColor[] = { 0.0f, 0.2f, 0.4f, 1.0f };
m_commandList->ClearRenderTargetView(rtvHandle, clearColor, 0, nullptr);
m_commandList->ClearDepthStencilView(dsvHandle, D3D12_CLEAR_FLAG_DEPTH, 1.0f, 0, 0, nullptr);
m_commandList->IASetPrimitiveTopology(D3D_PRIMITIVE_TOPOLOGY_TRIANGLESTRIP);
m_commandList->IASetVertexBuffers(0, 1, &m_vertexBufferView);
if (m_enableCulling)
{
// Draw the triangles that have not been culled.
m_commandList->ExecuteIndirect(
m_commandSignature.Get(),
TriangleCount,
m_processedCommandBuffers[m_frameIndex].Get(),
0,
m_processedCommandBuffers[m_frameIndex].Get(),
CommandBufferSizePerFrame);
}
else
{
// Draw all of the triangles.
m_commandList->ExecuteIndirect(
m_commandSignature.Get(),
TriangleCount,
m_commandBuffer.Get(),
CommandBufferSizePerFrame * m_frameIndex,
nullptr,
0);
}
// Indicate that the command buffer may be used by the compute shader
// and that the back buffer will now be used to present.
barriers[0].Transition.StateBefore = D3D12_RESOURCE_STATE_INDIRECT_ARGUMENT;
barriers[0].Transition.StateAfter = m_enableCulling ? D3D12_RESOURCE_STATE_COPY_DEST : D3D12_RESOURCE_STATE_NON_PIXEL_SHADER_RESOURCE;
barriers[1].Transition.StateBefore = D3D12_RESOURCE_STATE_RENDER_TARGET;
barriers[1].Transition.StateAfter = D3D12_RESOURCE_STATE_PRESENT;
m_commandList->ResourceBarrier(_countof(barriers), barriers);
ThrowIfFailed(m_commandList->Close());
}
Se ci si trova in modalità di avvio della GPU, la coda dei comandi grafici attenderà il completamento del lavoro di calcolo prima di iniziare l'esecuzione dei comandi indiretti. Nel metodo OnRender viene aggiunto il frammento di codice seguente.
// Execute the compute work.
if (m_enableCulling)
{
ID3D12CommandList* ppCommandLists[] = { m_computeCommandList.Get() };
m_computeCommandQueue->ExecuteCommandLists(_countof(ppCommandLists), ppCommandLists);
m_computeCommandQueue->Signal(m_computeFence.Get(), m_fenceValues[m_frameIndex]);
// Execute the rendering work only when the compute work is complete.
m_commandQueue->Wait(m_computeFence.Get(), m_fenceValues[m_frameIndex]);
}
// Execute the rendering work.
ID3D12CommandList* ppCommandLists[] = { m_commandList.Get() };
m_commandQueue->ExecuteCommandLists(_countof(ppCommandLists), ppCommandLists);
| Flusso di chiamata | Parametri |
|---|---|
| ID3D12CommandList | |
| executeCommandLists | |
| Signal | |
| Attesa | |
| ID3D12CommandList | |
| executeCommandLists |
Eseguire l'esempio
Esempio con il culling primitivo della GPU.
di culling gpu
Esempio senza suggerimenti primitivi GPU.
di culling gpu
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