C++ GLSL 数据对齐/填充

Question

我有一个 C++ 类 Matrix4x4，它有一个包含 16 个浮点数且没有虚方法的数组：

class Matrix4x4
{
public:
    float values[16];

    Matrix4x4();
    Matrix4x4(float v0, float v1, float v2, float v3, float v4, float v5, float v6, float v7, float v8, float v9, float v10, float v11, float v12, float v13, float v14, float v15);
    Matrix4x4(const Quaternion &quat, const Vector3 &pos);
    void convertToQuatPos(Quaternion &quat, Vector3 &pos);
    void loadIdentity();
    void setValues(float v0, float v1, float v2, float v3, float v4, float v5, float v6, float v7, float v8, float v9, float v10, float v11, float v12, float v13, float v14, float v15);
    void setPerspective(float fov, float aspect, float nearPlane, float farPlane);
    void setOrthographic(float top, float left, float bottom, float right, float nearPlane, float farPlane);
    ...

    static void multiply3x3(const Matrix4x4 &m1, const Matrix4x4 &m2, Matrix4x4 &result);
    static void multiply4x4(const Matrix4x4 &m1, const Matrix4x4 &m2, Matrix4x4 &result);
    ...

    Matrix4x4 operator*(const Matrix4x4 &a);
    Vector3 operator*(const Vector3 &a);
    Vector4 operator*(const Vector4 &a);
};

我像这样将这些矩阵的向量传递给 GLSL（其中骨骼是 Matrix4x4 的 std::vector）：

glUniformMatrix4fv(glGetUniformLocation(shader->getProgram(), "boneMatrices"), bones.size(), false, (GLfloat*) &bones[0].values[0]);

这显然假设一个 Matrix4x4 对象将只占用 16 个浮点数的内存而没有对齐或填充问题。使用 MSVC 可以正常工作，是否可以安全地假设它应该在其他平台（Linux、OSX、将来的 Android）等上工作？我应该对齐值数组并确保没有填充吗？

Answer 1

向标头添加静态断言至少可以防止（非常不可能的）Matrix4x4 数组的元素被填充的可能性：

#include <type_traits>
...

static_assert(
    (sizeof(Matrix4x4) == (sizeof(GLfloat) * 16) &&
     std::is_standard_layout<Matrix4x4>::value),

    "Matrix4x4 does not satisfy contiguous storage requirements");

见：std::is_standard_layout