🗒️引擎开发日志1 - Vulkan封装
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技术栈
- 底层图形API：Vulkan
- 引擎语言：C++
- 脚本语言：暂定Lua
- 引擎的设计模式：主体采用ECS+MVC
Vulkan Base
Context上下文
Swapchain交换链
RenderProcess渲染阶段的Pipline、Layout封装
Renderer渲染器
Shader着色器
CommandMgr命令管理器
Vec2、Vec4、Mat4数学库（暂定先实现这些）
Texture纹理
DescriptorMgr描述符
Manager
ShaderMgr：负责管理Shaders，目前暂时采用哈希表映射
TextureMgr：在原有的TextureMgr基础上增加材质的管理
ModelMgr：管理模型
Descriptor Problem
目前封装存在的最大的问题是不够独立，新的模块需要频繁更改封装好的Vulkan库的代码，需要进一步将公用接口进行隔离。
引入
假设两个Shader，不考虑frag和vert，那么可能会出现以下共用uniform的情况：
我们会发现，view、projection和worldTime是公用的全局变量，可能多个Shader都会用到它，所以他们的Descriptor应该是只有一个的，而不能每个Shader都拥有一个相同Descriptor的拷贝，不然当项目大了起来对内存来说是致命的。
我们需要引入一个管理这些uniform相关的数据结构。
原有的流程
Context创建Shader模块
这个示例中，首先获取了ShaderMgr，然后创建名字为default的shader，然后设置DescriptorSetLayoutBinding，分别为MVP矩阵和texture：
其中ShaderMgr关于SetDescriptorSetLayoutBinding和CreateDescriptorSetLayout的函数如下：
descriptorSetLayoutBindings是一个键值对，需要提供这个描述符的绑定点名称和所属于的集合。
descriptorSetLayouts是创建后的layout，通过集合名称确定。
RenderPass确定Layout
Renderer阶段获取更新set
理解Descriptor
如下图所示：
不像OpenGL，Vulkan不能对单独的Uniform或者其他被描述的变量进行Buffer。而是采用集合的设计，将要在Shader使用的Uniform变量的布局被SetLayout指定，通过
vk::DescriptorPool 分配出vk::DescriptorSet ，再由这个集合Buffer。这样做的效率比OpenGL高很多。还是原来的问题，考虑公共UBO，比如
view 和projection ，他们在渲染的过程中，只需要绑定一次即可。如果在OpenGL，每切换一个绘制对象就要重新绑定。所以很浪费效率。Solution
解决方案是分别封装DescriptorPool，DescriptorSetLayout，DescriptorWriter，每个类都会有各自的Builder。
DescriptorSetLayout
该类提供创建
vk::DescriptorSetLayout 的相应接口，能够接受多个多个binding。使用的方法如下：这说明创建了一个全局setlayout，描述了一个binding = 0的uniform对象：
可以设置多个binding，只需要：
描述了：
DescriptorPool
DescriptorWriter
FrameInfo Problem
现在存在一个很大的问题就是FrameInfo的封装可以说是基本没有：
可以看到，不同的RenderSystem，可能会用不同的FrameInfo，我们这样使用会让代码非常的丑，而且很冗余。
目前能想到的解决方案之一就是修改FrameInfo的结构体：
将原来的的set改成了map，就方便集成descriptorSet了。
不过大概率之后会改，因为总会遇到很复杂的情况。
UBO
在vulkan中uniform不能单独buffer到device，需要由descriptor set描述，而descirptor set需要由descriptor pool分配。
基于这个理念，结合之前封装的Descriptor组件，可以封装出一个这样的UBO模板类：