Constant Buffer(상수 버퍼), Index Buffer(인덱스 버퍼)

예제 :)

https://github.com/eazuooz/YamYamEngine/commit/83ba804aa603c90876755b4782ed2eac0a126450

constatne buffer , index buffer · eazuooz/YamYamEngine@83ba804

 

셰이더에서 실행하는 코드는 HLSL 코드를 사용한다.

HLSL로 코드를 작성하고 컴파일 하면 바이트코드가 만들어진다.

해당 바이트 코드를 관리하는 인터페이스가 ID3DBlob인터페이스 이며 이를 토해 셰이더 오브젝트를 생성한다.

 

상수버와 시맨틱스

struct VTX_IN
{
    float3 vPos : POSITION;
    float4 vColor : COLOR;
};

struct VTX_OUT
{
    float4 vPos : SV_Position;
    float4 vColor : COLOR;
};

cbuffer TRANSFORM : register(b0)
{
    float4 cbPos;
};

VTX_OUT VS_Test(VTX_IN _in)
{
    VTX_OUT output = (VTX_OUT) 0.f;
    
    output.vPos = float4(_in.vPos + cbPos.xyz, 1.f);
    output.vColor = _in.vColor;
    
    return output;
}

DirectX11 에서는 렌더링 파이프 라인이 어떤 값을 넘겨야 할지 알기 위해 식별을 해야할 필요가 있다.

그것이 '시맨틱스' 의 역할이며 대소문자를 구별하지 않는다.

SV_position 같은 SV_로 시작하는 시맨틱스는 렌더링 파이프라인에서 특별한 의미가 있는 시맨틱스로 사용된다.

 

 

Directx11 렌더링 파이프라인의 가장 첫 스테이지의 버텍스셰이더에 데이터를 전달하는 입력 어셈블러(Input Assembler)는 입력 레이아웃 오브젝트(Input layout object)의 시멘틱스와 버텍스셰이더의 입력시멘틱스를 비교함으로써 데이터가 타당한지를 검증하는 작업을 수행한다.

		InputLayouts[0].AlignedByteOffset = 0;
		InputLayouts[0].Format = DXGI_FORMAT_R32G32B32_FLOAT;
		InputLayouts[0].InputSlot = 0;
		InputLayouts[0].InputSlotClass = D3D11_INPUT_PER_VERTEX_DATA;
		InputLayouts[0].SemanticName = "POSITION";
		InputLayouts[0].SemanticIndex = 0;

		InputLayouts[1].AlignedByteOffset = 12;
		InputLayouts[1].Format = DXGI_FORMAT_R32G32B32A32_FLOAT;
		InputLayouts[1].InputSlot = 0;
		InputLayouts[1].InputSlotClass = D3D11_INPUT_PER_VERTEX_DATA;
		InputLayouts[1].SemanticName = "COLOR";
		InputLayouts[1].SemanticIndex = 0;

		GetDevice()->CreateInputLayout(InputLayouts, 2,
			shader->GetVSCode()->GetBufferPointer()
			, shader->GetVSCode()->GetBufferSize()
			, shader->GetInputLayoutAddressOf());

 

상수버퍼

상수버퍼를 통해 파이프라인에 상수데이터를 전달할수 있다.

상수버퍼는 여러개를 만들어 사용할 수도 있으며 어떤 글로벌 변수값이 어떤 상수버퍼에 들어있는가를 지정하려면

다음과 같이 정의해야 한다.

cbuffer TRANSFORM : register(b0)
{
    float4 cbPos;
};

구조체랑 비슷해 보이지만 네임스페이스와 더 비슷한 형태이며 셰이더 코드에서는 글로벌 변수로 직접 접근한다.

 float4 cbPos;

위와 같이 그냥 글로벌 형태의 변수로 직접 접근도 가능하다.

 

상수버퍼에 엑세스 할때는 각각의 상수버퍼를 구조체로 하여 정의 해둔다.

상수버퍼에는 [파이프라인(셰이더)로부터 적은 레이턴시로 엑세스] [CPU로 인한 빈번한 갱신] 같은 성능이 요구된다.

이로 인해 상수버퍼의 메모리 구조에는 [4바이트 얼라이너먼트]로 [각요소 16바이트] 형태로는 할수 없으며 전체 사이즈는 16의 배수(4096 X 16 바이트)] 라는 조건이 붙어있다.

 

상수버퍼는 버퍼리소스의 한 종류이다. 이 때문에 버텍스 버퍼와 마찬가지 방식으로 생성한다.

 

버텍스 버퍼와 다른점은 바인드 플래그로 D3D11_BIND_CONSTANT_BUFFER로 주는것 하고 

버퍼 사이즈는 4096 * 16 이하인 16배수가 이어야 한다는것 정도이다.

 

또 상수버퍼는 렌더링시 필요할때의 변경할수 있기에 서브 리소스의 초기화는 지정하지 않는다.

 

상수버퍼에 값을 쓰는 것은 Usage가 D3D11_USAGE_DEFAAULT일 때의 서브리소스에 쓰는 방식과

D3D11_USAGE_DYNAMIC일떄에 Map ~ UnMap을 사용하는 방식이 있다.

    void GraphicsDevice_DX11::BindConstantBuffer(ID3D11Buffer* buffer, void* data, UINT size)
    {
        D3D11_MAPPED_SUBRESOURCE subRes = {};
        mContext->Map(buffer, 0, D3D11_MAP::D3D11_MAP_WRITE_DISCARD, 0, &subRes);
        memcpy(subRes.pData, data, size);
        mContext->Unmap(buffer, 0);
    }

그리고 상수버퍼가 쎼이더에서 어떤 스테이지에서 사용될것인지 설정해주어야 한다.

void GraphicsDevice_DX11::SetConstantBuffer(ShaderStage stage, CBTYPES type, ID3D11Buffer* buffer)
    {
        switch (stage)
        {
        case ya::graphics::ShaderStage::VS:
            {
                mContext->VSSetConstantBuffers((UINT)type, 1, &buffer);
            }
            break;
        case ya::graphics::ShaderStage::HS:
            {
                mContext->HSSetConstantBuffers((UINT)type, 1, &buffer);
            }
            break;
        case ya::graphics::ShaderStage::DS:
            {
                mContext->DSSetConstantBuffers((UINT)type, 1, &buffer);
            }
            break;
        case ya::graphics::ShaderStage::GS:
            {
                mContext->GSSetConstantBuffers((UINT)type, 1, &buffer);
            }
            break;
        case ya::graphics::ShaderStage::PS:
            {
                mContext->PSSetConstantBuffers((UINT)type, 1, &buffer);
            }
            break;
        case ya::graphics::ShaderStage::CS:
            {
                mContext->CSSetConstantBuffers((UINT)type, 1, &buffer);
            }
            break;
        default:
            break;
        }
    }

첫번쨰 인자는 슬롯번호, 두번쨰가 설정할 상수버퍼의 수, 세번째가 상수버퍼의 주소를 설정한다.

 

상수버퍼를 설정한흔 슬롯 번호는 일반적으로 컴파일 했을때에 셰이더 함수에서 실제 사용되는 상수버퍼가 슬롯0부터 코드에 기술된 순서로 할당된다.

 

명시적으로 하고 싶으면 상수버퍼를 정의할때 cbuffer cbufferName : register(b0)을 지정해주어서 할당할 슬롯번호를 지정할수 있다.

참고로 b0 b는 buffer의 약자이며 그밖에 t(텍스쳐), c(버퍼 오프셋), s(샘플러), u(Unorderd Access View)등이 있다.

 

인덱스 버퍼의 생성

 bool Mesh::CreateIndexBuffer(void* data, UINT Count)
    {
        mIndexCount = Count;
        mIBDesc.ByteWidth = sizeof(UINT) * Count;
        mIBDesc.BindFlags = D3D11_BIND_FLAG::D3D11_BIND_INDEX_BUFFER;
        mIBDesc.Usage = D3D11_USAGE_DEFAULT;
        mIBDesc.CPUAccessFlags = 0;

        D3D11_SUBRESOURCE_DATA subData = {};
        subData.pSysMem = data;

        if (!(GetDevice()->CreateBuffer(&mIBDesc, &subData, mIndexBuffer.GetAddressOf())))
            return false;

        return true;
    }

 

해당 인덱스 버퍼로 그려주려면

인덱스 버퍼를 바인딩 해주면 된다.

    void Mesh::BindBuffer()
    {
        UINT stride = sizeof(renderer::Vertex);
        UINT offset = 0;

        GetDevice()->BindVertexBuffer(0, 1, mVertexBuffer.GetAddressOf(), stride, offset);
        GetDevice()->BindIndexBuffer(mIndexBuffer.Get(), DXGI_FORMAT_R32_UINT, 0);
    }