Vulkan：渲染管道是否每个子通道执行一次？答案

【问题标题】：Vulkan: Is the rendering pipeline executed once per subpass?Vulkan：渲染管道是否每个子通道执行一次？
【发布时间】：2020-11-30 18:30:03
【问题描述】：

考虑具有多个子通道的 RenderPass：

多个子通道是否意味着整个渲染管道在每个子通道中执行一次？并且假设正确的子通道依赖关系，后续子通道可以访问先前子通道的图像输出？（规定读取先前的图像数据发生在相同的像素位置，用于平铺 gpu 优化）我知道硬件可能会优化事情；这更像是一种思考多子通道处理如何发生的方式。

将此扩展到多个渲染通道，那么它与子通道相同吗？除了可以在任何位置访问来自先前渲染通道的图像数据，并且渲染通道之间的同步使用子通道之间的不同机制。

【问题讨论】：

标签： vulkan

【解决方案1】：

管道未“执行”。管道只是存在。这就是为什么它被称为管道而不是状态机的原因。队列操作是被执行的东西。

借助 Vulkan 的渲染通道，了解基于 tile 的架构如何工作是一件好事。首先，他们需要将所有内容分类为图块；这意味着他们需要预先知道所有东西的位置。因此，几何处理（顶点着色器、几何着色器、曲面细分着色器和所有相关的固定功能阶段）需要在像素处理（片段着色器、帧缓冲区写入和其他固定功能阶段）之前完成所有队列操作) 开始于其中任何一个。

由此导出子通道限制：

如果srcSubpass 等于dstSubpass 并且不是srcStageMask 和dstStageMask 中的所有阶段都是帧缓冲区空间阶段，则srcStageMask 中的逻辑上最新管道阶段必须逻辑上早于或等于dstStageMask中逻辑上最早的流水线阶段

即您不能让顶点着色器依赖项等待先前操作的片段着色器输出。但是你可以有“帧缓冲空间”的依赖；例如片段着色器正在等待先前操作的片段着色器。

【讨论】：

我觉得这是一个很好的答案，但是对于一个不同的问题；依赖项之一。好的，所以管道没有“执行”。但是，人们不是可以将 gpu 视为执行流水线中描述的操作，按照它们显示的顺序，并且步骤中具有可编程性，因此 gpu 充当......状态机?我知道它可以优化步骤等等。但是，我试图建立一个多子通道渲染通道如何在逻辑上执行的心理模型。即：它们在逻辑上每个子通道执行一次所有管道步骤，可能是并行的。
@Dess：当您在绑定子通道时渲染某些东西，管道被“执行”。必须为特定子通道创建管道，但这与它在该子通道中使用的频率（或何时使用）无关。
@NicolBolas：我想我现在是在挑剔，但你的意思是什么？：管道被“执行”一次，每个绘制命令，或者每个子通道一次（即：每个 vkCmd{Begin/ End}RenderPass，每个 vkCmdNextSubpass)
@Dess：如果不重复我所说的话，我不知道我怎么可能更清楚。当我说“与该子通道中使用它的频率无关”时，我不知道您如何获得“每个子通道一次”。
@NicolBolas：我明白你说的很清楚。但是，其他人必须解释你的话，他们并不总是清楚。例如，“render something”：这可能意味着，调用 draw cmd，或者可能“render something”作为子通道的完成，一旦数据已经提交到任何渲染目标。

【解决方案2】：

子通道依赖项只是 Vulkan API 的另一个抽象，它说明了如何表达不同命令之间的同步（每个命令都可以通过多个管道阶段运行）。 W.r.t.渲染通道，子通道依赖有两个目的：

表达在不同渲染通道中提交的命令之间的同步（即使用VK_SUBPASS_EXTERNAL subpass-id 时，请参阅VkSubpassDependency
表示在相同或不同子通道内提交的命令之间的同步。在这种情况下，为 srcSubpass 和 dstSubpass 分别指定一对 (0 和 0) 或 (0 和 1) 等。

给定正确的同步范围，后续子通道可以读取前一个子通道的渲染结果。可以通过 输入附件 传递帧缓冲区附件，这些附件在 VkSubpassDescription 中指定。从43:28 开始，您可以在此lecture 中对此进行概述。

关于“渲染管道被执行”的事情：上面提到的lecture解释了命令以及它们是如何执行的从22:29 开始，详细了解流水线阶段。它应该使事情变得更加清晰。

关于平铺的 GPU：如果您指的是 VK_DEPENDENCY_BY_REGION_BIT 的 VkSubpassDependency::dependencyFlags，规范说明如下：

VK_DEPENDENCY_BY_REGION_BIT 指定依赖将是帧缓冲区本地的。

这意味着，您只能使用带有该标志的以下管道阶段：

VK_PIPELINE_STAGE_FRAGMENT_SHADER_BIT
VK_PIPELINE_STAGE_EARLY_FRAGMENT_TESTS_BIT
VK_PIPELINE_STAGE_LATE_FRAGMENT_TESTS_BIT
VK_PIPELINE_STAGE_COLOR_ATTACHMENT_OUTPUT_BIT

krOoze 在other answer 中已经提供了有关基于图块的架构的宝贵信息。

【讨论】：