D3D11：HLSL 中可变数量的灯光

Question

我正在使用 C++ 和 Direct3D11 开发游戏引擎，现在我想向场景中添加可变数量的灯光。迄今为止，我设法添加和渲染了一些简单的灯光，这些灯光在着色器程序中已经知道和编码。

在 shader.fx 中：

static const int LightsCount= 4;

struct NF3D_LIGHT
{
    // Members...
};

cbuffer Light : register(b5)
{
    NF3D_LIGHT light[LightsCount];
};

...

// And the pixel shader function:
float4 PS(PS_INPUT input) : SV_Target
{
    for(int i = 0; i < LightsCount; i++)
    {
        // Process each light and return the final pixel colour
    }
}

这很好用。但如果我尝试：

cbuffer LIGHTS_COUNT : register(b13)
{
    int LightsCount;
}

让灯光的数量根据游戏中发生的情况而变化，这是行不通的。我知道我可以在应用程序开始时给 LightsCount 一个很大的值并向数组添加灯光，但我发现这种方法复杂、固定且效率不高。

有人知道如何解决这个问题吗？提前谢谢你。

Answer 1

从着色器访问可变大小数组（具有运行时定义的大小）的一般问题可能会以不同的方式解决，具体取决于数组大小、数据更改频率和您的目标硬件。

我想到了几种技术：

1. 如果您的数组很小，最简单的方法是按照您的建议传递一个带有固定大小数组 和当前大小 的常量缓冲区。

2. 几乎可以在任何硬件上工作的方式是将数据写入纹理，然后从着色器中将数据写入Sample 或Load。您只能读取原始类型（float、float4 等），因此您需要对纹理进行适当的索引以读取复杂对象（structs）。

3. 在 Shader Model 5 硬件（以及一些 SM 4 上）您可以使用 UAVs 和 StructuredBuffers 从缓冲区读取结构化数据。

4. 如果您有涉及数组的非常复杂的计算，并且如果目标硬件允许您这样做，您可能希望将处理转移到 Compute Shader 甚至 OpenCL 或 CUDA 内核。

   李>

考虑到给定的问题，即经典照明，我会说我所见过的 99% 都使用方法 1。无论如何，在大多数情况下，一个场景中的灯光实际上不会超过一打。