使用光线追踪实现纹理映射的常规方法是什么？

Question

当您创建 BLAS（底层加速结构）时，您可以指定任意数量的顶点/索引缓冲区作为结构的一部分。最终如何与着色器交互并在描述符集中指定？我应该如何将这些结构与材料联系起来？

纹理映射通常如何通过光线跟踪完成？我在Q2RTX 中看到了某种“材料表”，但文档不存在，代码注释很少。

Answer 1

一种常见的方法是将材质缓冲区与纹理数组结合使用，该数组在您需要纹理数据的着色器中寻址。然后，您传递材料 ID，例如per-vertex 或 per-primitive 然后使用它来动态获取材质，以及纹理索引。由于 Vulkan 光线追踪的要求，您可以通过使用 VK_EXT_descriptor_indexing 扩展 (Spec) 来简化此操作，从而可以创建包含渲染场景所需的所有纹理的大型描述符集。

相关着色器部分：

// Enable required extension
...
#extension GL_EXT_nonuniform_qualifier : enable

// Material definition
struct Material {
    int albedoTextureIndex;
    int normalTextureIndex;
    ...
};

// Bindings
layout(binding = 6, set = 0) readonly buffer Materials { Material materials[]; };
layout(binding = 7, set = 0) uniform sampler2D[] textures;

...
// Usage
void main()
{
    Primitive primitive = unpackTriangle(gl_Primitive, ...);
    Material material = materials[primitive.materialId];
    vec4 color = texture(textures[nonuniformEXT(material.albedoTextureIndex)], uv);
    ...
}

然后在您的应用程序中创建一个缓冲区来存储在主机上生成的材质，并将其绑定到着色器的绑定点。

对于纹理，您将它们作为纹理数组传递。阵列纹理也是一种选择，但由于每个阵列切片的大小相同，因此不够灵活。请注意，在上面的示例中它没有大小限制，这是由VK_EXT_descriptor_indexing 实现的，并且只允许用于描述符集中的最终绑定。这为您的设置增加了一些灵活性。

至于传递您从中获取数据的材质索引：最简单的方法是将该信息与您的顶点数据一起传递，无论如何您都必须在着色器中访问/解压缩：

    struct Vertex {
        vec4 pos;
        vec4 normal;
        vec2 uv;
        vec4 color;
        int32_t materialIndex;
    }