この節ではインデックスバッファというものを学びます。見た目に変化のある内容ではないのであまり面白くないかもしれませんが、そう難しい内容でもないのでサッと片づけてしまいましょう。
いきなりですが、ちょっと長方形を描いてみましょう。
基本的に三角形が最小単位なので、2つの三角形で書きます。5-5節の最後でちらっとやりましたね。
std::vector<Vertex> vertices = {
Vertex{ Vec2{-0.5f, -0.5f }, Vec3{ 0.0, 0.0, 1.0 } },
Vertex{ Vec2{ 0.5f, 0.5f }, Vec3{ 0.0, 1.0, 0.0 } },
Vertex{ Vec2{-0.5f, 0.5f }, Vec3{ 1.0, 0.0, 0.0 } },
Vertex{ Vec2{ 0.5f, 0.5f }, Vec3{ 0.0, 1.0, 0.0 } },
Vertex{ Vec2{-0.5f, -0.5f }, Vec3{ 0.0, 0.0, 1.0 } },
Vertex{ Vec2{ 0.5f, -0.5f }, Vec3{ 1.0, 1.0, 1.0 } },
};
色も適当に付けてみました。
さてこのデータ。ちょっと無駄があるとは思いませんか？ 長方形を描きたいのだから4つの頂点さえあれば十分なのに、三角形の集まりで描くというシステムのせいで6つに増えてしまっています。 これが減らせたら良さそうですね。
そこで出てくるのがインデックスバッファです。 これは「頂点データから何番目のものを使う」という整数値の列で、これによって同じ頂点データを何度も再利用できます。
世の中の多くのモデルデータも、無駄を省くため「頂点データ+インデックスデータ」という形になっています。そのためそうしたモデルを効率的に扱うためにはインデックスバッファの知識が必須となります。
データの準備
以下のように頂点データを定義し、またインデックス列のデータを定義しましょう。
// 4つの頂点だけ
std::vector<Vertex> vertices = {
Vertex{ Vec2{-0.5f, -0.5f }, Vec3{ 0.0, 0.0, 1.0 } },
Vertex{ Vec2{ 0.5f, 0.5f }, Vec3{ 0.0, 1.0, 0.0 } },
Vertex{ Vec2{-0.5f, 0.5f }, Vec3{ 1.0, 0.0, 0.0 } },
Vertex{ Vec2{ 0.5f, -0.5f }, Vec3{ 1.0, 1.0, 1.0 } },
};
// インデックス列データ
std::vector<uint16_t> indices = { 0, 1, 2, 1, 0, 3 };
頂点データverticesには4つの頂点の情報しか含めません。配列indicesに示した通り、この頂点データから「0番目」「1番目」「2番目」「1番目」「0番目」「3番目」と取り出すと、最初に示した頂点データ6個の配列と一致することが分かるかと思います。
インデックスバッファの作成
バッファを作成して配列indicesの内容をコピーしましょう。基本的なやり方は頂点バッファを作ったときと同じです。ほとんど復習ですね。
バッファの作成
1つ気を付ける点として、vk::BufferCreateInfoのusageにvk::BufferUsageFlagBits::eIndexBufferを指定してください。 何にしても使途は正直に申告しないと怒られますから注意しましょう。
vk::BufferCreateInfo indexBufferCreateInfo;
indexBufferCreateInfo.size = sizeof(uint16_t) * indices.size();
indexBufferCreateInfo.usage = vk::BufferUsageFlagBits::eIndexBuffer; // ここだけ注意
indexBufferCreateInfo.sharingMode = vk::SharingMode::eExclusive;
vk::UniqueBuffer indexBuf = device->createBufferUnique(indexBufferCreateInfo);
vk::MemoryRequirements indexBufMemReq = device->getBufferMemoryRequirements(indexBuf.get());
vk::MemoryAllocateInfo indexBufMemAllocInfo;
indexBufMemAllocInfo.allocationSize = indexBufMemReq.size;
suitableMemoryTypeFound = false;
for (uint32_t i = 0; i < memProps.memoryTypeCount; i++) {
if (indexBufMemReq.memoryTypeBits & (1 << i) &&
(memProps.memoryTypes[i].propertyFlags & vk::MemoryPropertyFlagBits::eHostVisible)) {
indexBufMemAllocInfo.memoryTypeIndex = i;
suitableMemoryTypeFound = true;
break;
}
}
if (!suitableMemoryTypeFound) {
std::cerr << "適切なメモリタイプが存在しません。" << std::endl;
return -1;
}
vk::UniqueDeviceMemory indexBufMemory = device->allocateMemoryUnique(indexBufMemAllocInfo);
device->bindBufferMemory(indexBuf.get(), indexBufMemory.get(), 0);
バッファへの書き込み
頂点バッファの時と同じようなものですね。
void* indexBufMem = device->mapMemory(indexBufMemory.get(), 0, sizeof(uint16_t) * indices.size());
std::memcpy(indexBufMem, indices.data(), sizeof(uint16_t) * indices.size());
flushMemoryRange.memory = indexBufMemory.get();
flushMemoryRange.offset = 0;
flushMemoryRange.size = sizeof(uint16_t) * indices.size();
device->flushMappedMemoryRanges({ flushMemoryRange });
device->unmapMemory(indexBufMemory.get());
インデックスバッファを用いた描画
あとは描画だけです。描画コマンドを積む部分を以下のように変更しましょう。
cmdBufs[0]->begin(cmdBeginInfo);
// (中略)
cmdBufs[0]->bindPipeline(vk::PipelineBindPoint::eGraphics, pipeline.get());
cmdBufs[0]->bindVertexBuffers(0, { vertexBuf.get() }, { 0 });
cmdBufs[0]->bindIndexBuffer(indexBuf.get(), 0, vk::IndexType::eUint16); // 追加
cmdBufs[0]->drawIndexed(indices.size(), 1, 0, 0, 0); // 変更
// (中略)
cmdBufs[0]->end();
まず bindIndexBufferでインデックスバッファをバインドします。
第1引数がバインドするバッファです。
第2引数はバッファの先頭から何バイト目以降のデータをインデックス列として用いるかを表します。
第3引数はインデックス列のデータ形式を表します。今回はインデックス値をuint16_t(符号なし16ビット)で表しているのでvk::IndexType::eUint16を指定しています。
Vulkanはインデックスバッファの数値形式として、符号なし16ビットと符号なし32ビットをサポートしています。大規模なモデルだと6万頂点は普通に超えるので、その場合は32ビットのデータにする必要が出るでしょう。
ちなみに8ビットも拡張機能でサポートしているらしいです。256頂点以下ってかなりのローポリですが需要があるのでしょうか...？
インデックスバッファをバインドしたら、これまでdrawで描画していたところを drawIndexedで描画します。
第1引数が描画する頂点数です。これまでは頂点データの数を指定していましたが、これからはインデックス列データの数を指定します。
第2引数がインスタンシングの際のインスタンスの数です。ここでは1を指定します。
第3引数がインデックス列の何番目からのデータを利用するかという数値です。複数のモデルのデータがひとつのインデックスバッファに収まっている場合などに使うと思われます。
第4引数が頂点バッファの何番目からのデータを利用するかという数値です。複数のモデルのデータがひとつの頂点バッファに収まっている場合などに使うと思われます。
第5引数がインスタンスのオフセットです。ここでは0を指定します。
以上の変更を加えた上で、実行してみましょう。
当たり前ですが、最初と見た目は何も変わりませんね。でも内部ではインデックスバッファを用いた描画に切り替わっています。
今回はインデックスバッファを用いた描画をやりました。次節ではユニフォーム変数というものを使い、全体で共通のデータを渡す方法についてやります。この節のコード
#include <iostream>
#include <fstream>
#include <filesystem>
#include <vulkan/vulkan.hpp>
#include <GLFW/glfw3.h>
const uint32_t screenWidth = 640;
const uint32_t screenHeight = 480;
struct Vec2 {
float x, y;
};
struct Vec3 {
float x, y, z;
};
struct Vertex {
Vec2 pos;
Vec3 color;
};
std::vector<Vertex> vertices = {
Vertex{ Vec2{-0.5f, -0.5f }, Vec3{ 0.0, 0.0, 1.0 } },
Vertex{ Vec2{ 0.5f, 0.5f }, Vec3{ 0.0, 1.0, 0.0 } },
Vertex{ Vec2{-0.5f, 0.5f }, Vec3{ 1.0, 0.0, 0.0 } },
Vertex{ Vec2{ 0.5f, -0.5f }, Vec3{ 1.0, 1.0, 1.0 } },
};
std::vector<uint16_t> indices = { 0, 1, 2, 1, 0, 3 };
int main() {
if (!glfwInit())
return -1;
uint32_t requiredExtensionsCount;
const char** requiredExtensions = glfwGetRequiredInstanceExtensions(&requiredExtensionsCount);
vk::InstanceCreateInfo createInfo;
createInfo.enabledExtensionCount = requiredExtensionsCount;
createInfo.ppEnabledExtensionNames = requiredExtensions;
vk::UniqueInstance instance;
instance = vk::createInstanceUnique(createInfo);
glfwWindowHint(GLFW_CLIENT_API, GLFW_NO_API);
GLFWwindow* window;
window = glfwCreateWindow(screenWidth, screenHeight, "GLFW Test Window", NULL, NULL);
if (!window) {
const char* err;
glfwGetError(&err);
std::cout << err << std::endl;
glfwTerminate();
return -1;
}
VkSurfaceKHR c_surface;
auto result = glfwCreateWindowSurface(instance.get(), window, nullptr, &c_surface);
if (result != VK_SUCCESS) {
const char* err;
glfwGetError(&err);
std::cout << err << std::endl;
glfwTerminate();
return -1;
}
vk::UniqueSurfaceKHR surface{ c_surface, instance.get() };
std::vector<vk::PhysicalDevice> physicalDevices = instance->enumeratePhysicalDevices();
vk::PhysicalDevice physicalDevice;
bool existsSuitablePhysicalDevice = false;
uint32_t graphicsQueueFamilyIndex;
for (size_t i = 0; i < physicalDevices.size(); i++) {
std::vector<vk::QueueFamilyProperties> queueProps = physicalDevices[i].getQueueFamilyProperties();
bool existsGraphicsQueue = false;
for (size_t j = 0; j < queueProps.size(); j++) {
if (queueProps[j].queueFlags & vk::QueueFlagBits::eGraphics &&
physicalDevices[i].getSurfaceSupportKHR(j, surface.get())) {
existsGraphicsQueue = true;
graphicsQueueFamilyIndex = j;
break;
}
}
std::vector<vk::ExtensionProperties> extProps = physicalDevices[i].enumerateDeviceExtensionProperties();
bool supportsSwapchainExtension = false;
for (size_t j = 0; j < extProps.size(); j++) {
if (std::string_view(extProps[j].extensionName.data()) == VK_KHR_SWAPCHAIN_EXTENSION_NAME) {
supportsSwapchainExtension = true;
break;
}
}
if (existsGraphicsQueue && supportsSwapchainExtension) {
physicalDevice = physicalDevices[i];
existsSuitablePhysicalDevice = true;
break;
}
}
if (!existsSuitablePhysicalDevice) {
std::cerr << "使用可能な物理デバイスがありません。" << std::endl;
return -1;
}
vk::DeviceCreateInfo devCreateInfo;
auto devRequiredExtensions = { VK_KHR_SWAPCHAIN_EXTENSION_NAME };
devCreateInfo.enabledExtensionCount = devRequiredExtensions.size();
devCreateInfo.ppEnabledExtensionNames = devRequiredExtensions.begin();
vk::DeviceQueueCreateInfo queueCreateInfo[1];
queueCreateInfo[0].queueFamilyIndex = graphicsQueueFamilyIndex;
queueCreateInfo[0].queueCount = 1;
float queuePriorities[1] = { 1.0 };
queueCreateInfo[0].pQueuePriorities = queuePriorities;
devCreateInfo.pQueueCreateInfos = queueCreateInfo;
devCreateInfo.queueCreateInfoCount = 1;
vk::UniqueDevice device = physicalDevice.createDeviceUnique(devCreateInfo);
vk::Queue graphicsQueue = device->getQueue(graphicsQueueFamilyIndex, 0);
vk::PhysicalDeviceMemoryProperties memProps = physicalDevice.getMemoryProperties();
vk::BufferCreateInfo vertBufferCreateInfo;
vertBufferCreateInfo.size = sizeof(Vertex) * vertices.size();
vertBufferCreateInfo.usage = vk::BufferUsageFlagBits::eVertexBuffer;
vertBufferCreateInfo.sharingMode = vk::SharingMode::eExclusive;
vk::UniqueBuffer vertexBuf = device->createBufferUnique(vertBufferCreateInfo);
vk::MemoryRequirements vertexBufMemReq = device->getBufferMemoryRequirements(vertexBuf.get());
vk::MemoryAllocateInfo vertexBufMemAllocInfo;
vertexBufMemAllocInfo.allocationSize = vertexBufMemReq.size;
bool suitableMemoryTypeFound = false;
for (uint32_t i = 0; i < memProps.memoryTypeCount; i++) {
if (vertexBufMemReq.memoryTypeBits & (1 << i) &&
(memProps.memoryTypes[i].propertyFlags & vk::MemoryPropertyFlagBits::eHostVisible)) {
vertexBufMemAllocInfo.memoryTypeIndex = i;
suitableMemoryTypeFound = true;
break;
}
}
if (!suitableMemoryTypeFound) {
std::cerr << "適切なメモリタイプが存在しません。" << std::endl;
return -1;
}
vk::UniqueDeviceMemory vertexBufMemory = device->allocateMemoryUnique(vertexBufMemAllocInfo);
device->bindBufferMemory(vertexBuf.get(), vertexBufMemory.get(), 0);
void* vertexBufMem = device->mapMemory(vertexBufMemory.get(), 0, sizeof(Vertex) * vertices.size());
std::memcpy(vertexBufMem, vertices.data(), sizeof(Vertex) * vertices.size());
vk::MappedMemoryRange flushMemoryRange;
flushMemoryRange.memory = vertexBufMemory.get();
flushMemoryRange.offset = 0;
flushMemoryRange.size = sizeof(Vertex) * vertices.size();
device->flushMappedMemoryRanges({ flushMemoryRange });
device->unmapMemory(vertexBufMemory.get());
vk::BufferCreateInfo indexBufferCreateInfo;
indexBufferCreateInfo.size = sizeof(uint16_t) * indices.size();
indexBufferCreateInfo.usage = vk::BufferUsageFlagBits::eIndexBuffer;
indexBufferCreateInfo.sharingMode = vk::SharingMode::eExclusive;
vk::UniqueBuffer indexBuf = device->createBufferUnique(indexBufferCreateInfo);
vk::MemoryRequirements indexBufMemReq = device->getBufferMemoryRequirements(indexBuf.get());
vk::MemoryAllocateInfo indexBufMemAllocInfo;
indexBufMemAllocInfo.allocationSize = indexBufMemReq.size;
suitableMemoryTypeFound = false;
for (uint32_t i = 0; i < memProps.memoryTypeCount; i++) {
if (indexBufMemReq.memoryTypeBits & (1 << i) &&
(memProps.memoryTypes[i].propertyFlags & vk::MemoryPropertyFlagBits::eHostVisible)) {
indexBufMemAllocInfo.memoryTypeIndex = i;
suitableMemoryTypeFound = true;
break;
}
}
if (!suitableMemoryTypeFound) {
std::cerr << "適切なメモリタイプが存在しません。" << std::endl;
return -1;
}
vk::UniqueDeviceMemory indexBufMemory = device->allocateMemoryUnique(indexBufMemAllocInfo);
device->bindBufferMemory(indexBuf.get(), indexBufMemory.get(), 0);
void* indexBufMem = device->mapMemory(indexBufMemory.get(), 0, sizeof(uint16_t) * indices.size());
std::memcpy(indexBufMem, indices.data(), sizeof(uint16_t) * indices.size());
flushMemoryRange.memory = indexBufMemory.get();
flushMemoryRange.offset = 0;
flushMemoryRange.size = sizeof(uint16_t) * indices.size();
device->flushMappedMemoryRanges({ flushMemoryRange });
device->unmapMemory(indexBufMemory.get());
std::vector<vk::SurfaceFormatKHR> surfaceFormats = physicalDevice.getSurfaceFormatsKHR(surface.get());
std::vector<vk::PresentModeKHR> surfacePresentModes = physicalDevice.getSurfacePresentModesKHR(surface.get());
vk::SurfaceFormatKHR swapchainFormat = surfaceFormats[0];
vk::PresentModeKHR swapchainPresentMode = surfacePresentModes[0];
vk::AttachmentDescription attachments[1];
attachments[0].format = swapchainFormat.format;
attachments[0].samples = vk::SampleCountFlagBits::e1;
attachments[0].loadOp = vk::AttachmentLoadOp::eClear;
attachments[0].storeOp = vk::AttachmentStoreOp::eStore;
attachments[0].stencilLoadOp = vk::AttachmentLoadOp::eDontCare;
attachments[0].stencilStoreOp = vk::AttachmentStoreOp::eDontCare;
attachments[0].initialLayout = vk::ImageLayout::eUndefined;
attachments[0].finalLayout = vk::ImageLayout::ePresentSrcKHR;
vk::AttachmentReference subpass0_attachmentRefs[1];
subpass0_attachmentRefs[0].attachment = 0;
subpass0_attachmentRefs[0].layout = vk::ImageLayout::eColorAttachmentOptimal;
vk::SubpassDescription subpasses[1];
subpasses[0].pipelineBindPoint = vk::PipelineBindPoint::eGraphics;
subpasses[0].colorAttachmentCount = 1;
subpasses[0].pColorAttachments = subpass0_attachmentRefs;
vk::RenderPassCreateInfo renderpassCreateInfo;
renderpassCreateInfo.attachmentCount = 1;
renderpassCreateInfo.pAttachments = attachments;
renderpassCreateInfo.subpassCount = 1;
renderpassCreateInfo.pSubpasses = subpasses;
renderpassCreateInfo.dependencyCount = 0;
renderpassCreateInfo.pDependencies = nullptr;
vk::UniqueRenderPass renderpass = device->createRenderPassUnique(renderpassCreateInfo);
vk::Viewport viewports[1];
viewports[0].x = 0.0;
viewports[0].y = 0.0;
viewports[0].minDepth = 0.0;
viewports[0].maxDepth = 1.0;
viewports[0].width = screenWidth;
viewports[0].height = screenHeight;
vk::Rect2D scissors[1];
scissors[0].offset = vk::Offset2D{ 0, 0 };
scissors[0].extent = vk::Extent2D{ screenWidth, screenHeight };
vk::PipelineViewportStateCreateInfo viewportState;
viewportState.viewportCount = 1;
viewportState.pViewports = viewports;
viewportState.scissorCount = 1;
viewportState.pScissors = scissors;
vk::VertexInputBindingDescription vertexBindingDescription[1];
vertexBindingDescription[0].binding = 0;
vertexBindingDescription[0].stride = sizeof(Vertex);
vertexBindingDescription[0].inputRate = vk::VertexInputRate::eVertex;
vk::VertexInputAttributeDescription vertexInputDescription[2];
vertexInputDescription[0].binding = 0;
vertexInputDescription[0].location = 0;
vertexInputDescription[0].format = vk::Format::eR32G32Sfloat;
vertexInputDescription[0].offset = offsetof(Vertex, pos);
vertexInputDescription[1].binding = 0;
vertexInputDescription[1].location = 1;
vertexInputDescription[1].format = vk::Format::eR32G32B32Sfloat;
vertexInputDescription[1].offset = offsetof(Vertex, color);
vk::PipelineVertexInputStateCreateInfo vertexInputInfo;
vertexInputInfo.vertexBindingDescriptionCount = std::size(vertexBindingDescription);
vertexInputInfo.pVertexBindingDescriptions = vertexBindingDescription;
vertexInputInfo.vertexAttributeDescriptionCount = std::size(vertexInputDescription);
vertexInputInfo.pVertexAttributeDescriptions = vertexInputDescription;
vk::PipelineInputAssemblyStateCreateInfo inputAssembly;
inputAssembly.topology = vk::PrimitiveTopology::eTriangleList;
inputAssembly.primitiveRestartEnable = false;
vk::PipelineRasterizationStateCreateInfo rasterizer;
rasterizer.depthClampEnable = false;
rasterizer.rasterizerDiscardEnable = false;
rasterizer.polygonMode = vk::PolygonMode::eFill;
rasterizer.lineWidth = 1.0f;
rasterizer.cullMode = vk::CullModeFlagBits::eBack;
rasterizer.frontFace = vk::FrontFace::eClockwise;
rasterizer.depthBiasEnable = false;
vk::PipelineMultisampleStateCreateInfo multisample;
multisample.sampleShadingEnable = false;
multisample.rasterizationSamples = vk::SampleCountFlagBits::e1;
vk::PipelineColorBlendAttachmentState blendattachment[1];
blendattachment[0].colorWriteMask =
vk::ColorComponentFlagBits::eA |
vk::ColorComponentFlagBits::eR |
vk::ColorComponentFlagBits::eG |
vk::ColorComponentFlagBits::eB;
blendattachment[0].blendEnable = false;
vk::PipelineColorBlendStateCreateInfo blend;
blend.logicOpEnable = false;
blend.attachmentCount = 1;
blend.pAttachments = blendattachment;
vk::PipelineLayoutCreateInfo layoutCreateInfo;
layoutCreateInfo.setLayoutCount = 0;
layoutCreateInfo.pSetLayouts = nullptr;
vk::UniquePipelineLayout pipelineLayout = device->createPipelineLayoutUnique(layoutCreateInfo);
size_t vertSpvFileSz = std::filesystem::file_size("shader.vert.spv");
std::ifstream vertSpvFile("shader.vert.spv", std::ios_base::binary);
std::vector<char> vertSpvFileData(vertSpvFileSz);
vertSpvFile.read(vertSpvFileData.data(), vertSpvFileSz);
vk::ShaderModuleCreateInfo vertShaderCreateInfo;
vertShaderCreateInfo.codeSize = vertSpvFileSz;
vertShaderCreateInfo.pCode = reinterpret_cast<const uint32_t*>(vertSpvFileData.data());
vk::UniqueShaderModule vertShader = device->createShaderModuleUnique(vertShaderCreateInfo);
size_t fragSpvFileSz = std::filesystem::file_size("shader.frag.spv");
std::ifstream fragSpvFile("shader.frag.spv", std::ios_base::binary);
std::vector<char> fragSpvFileData(fragSpvFileSz);
fragSpvFile.read(fragSpvFileData.data(), fragSpvFileSz);
vk::ShaderModuleCreateInfo fragShaderCreateInfo;
fragShaderCreateInfo.codeSize = fragSpvFileSz;
fragShaderCreateInfo.pCode = reinterpret_cast<const uint32_t*>(fragSpvFileData.data());
vk::UniqueShaderModule fragShader = device->createShaderModuleUnique(fragShaderCreateInfo);
vk::PipelineShaderStageCreateInfo shaderStage[2];
shaderStage[0].stage = vk::ShaderStageFlagBits::eVertex;
shaderStage[0].module = vertShader.get();
shaderStage[0].pName = "main";
shaderStage[1].stage = vk::ShaderStageFlagBits::eFragment;
shaderStage[1].module = fragShader.get();
shaderStage[1].pName = "main";
vk::GraphicsPipelineCreateInfo pipelineCreateInfo;
pipelineCreateInfo.pViewportState = &viewportState;
pipelineCreateInfo.pVertexInputState = &vertexInputInfo;
pipelineCreateInfo.pInputAssemblyState = &inputAssembly;
pipelineCreateInfo.pRasterizationState = &rasterizer;
pipelineCreateInfo.pMultisampleState = &multisample;
pipelineCreateInfo.pColorBlendState = &blend;
pipelineCreateInfo.layout = pipelineLayout.get();
pipelineCreateInfo.renderPass = renderpass.get();
pipelineCreateInfo.subpass = 0;
pipelineCreateInfo.stageCount = 2;
pipelineCreateInfo.pStages = shaderStage;
vk::UniquePipeline pipeline = device->createGraphicsPipelineUnique(nullptr, pipelineCreateInfo).value;
vk::UniqueSwapchainKHR swapchain;
std::vector<vk::Image> swapchainImages;
std::vector<vk::UniqueImageView> swapchainImageViews;
std::vector<vk::UniqueFramebuffer> swapchainFramebufs;
auto recreateSwapchain = [&](){
swapchainFramebufs.clear();
swapchainImageViews.clear();
swapchainImages.clear();
swapchain.reset();
vk::SurfaceCapabilitiesKHR surfaceCapabilities = physicalDevice.getSurfaceCapabilitiesKHR(surface.get());
vk::SwapchainCreateInfoKHR swapchainCreateInfo;
swapchainCreateInfo.surface = surface.get();
swapchainCreateInfo.minImageCount = surfaceCapabilities.minImageCount + 1;
swapchainCreateInfo.imageFormat = swapchainFormat.format;
swapchainCreateInfo.imageColorSpace = swapchainFormat.colorSpace;
swapchainCreateInfo.imageExtent = surfaceCapabilities.currentExtent;
swapchainCreateInfo.imageArrayLayers = 1;
swapchainCreateInfo.imageUsage = vk::ImageUsageFlagBits::eColorAttachment;
swapchainCreateInfo.imageSharingMode = vk::SharingMode::eExclusive;
swapchainCreateInfo.preTransform = surfaceCapabilities.currentTransform;
swapchainCreateInfo.presentMode = swapchainPresentMode;
swapchainCreateInfo.clipped = VK_TRUE;
swapchain = device->createSwapchainKHRUnique(swapchainCreateInfo);
swapchainImages = device->getSwapchainImagesKHR(swapchain.get());
swapchainImageViews.resize(swapchainImages.size());
for (size_t i = 0; i < swapchainImages.size(); i++) {
vk::ImageViewCreateInfo imgViewCreateInfo;
imgViewCreateInfo.image = swapchainImages[i];
imgViewCreateInfo.viewType = vk::ImageViewType::e2D;
imgViewCreateInfo.format = swapchainFormat.format;
imgViewCreateInfo.components.r = vk::ComponentSwizzle::eIdentity;
imgViewCreateInfo.components.g = vk::ComponentSwizzle::eIdentity;
imgViewCreateInfo.components.b = vk::ComponentSwizzle::eIdentity;
imgViewCreateInfo.components.a = vk::ComponentSwizzle::eIdentity;
imgViewCreateInfo.subresourceRange.aspectMask = vk::ImageAspectFlagBits::eColor;
imgViewCreateInfo.subresourceRange.baseMipLevel = 0;
imgViewCreateInfo.subresourceRange.levelCount = 1;
imgViewCreateInfo.subresourceRange.baseArrayLayer = 0;
imgViewCreateInfo.subresourceRange.layerCount = 1;
swapchainImageViews[i] = device->createImageViewUnique(imgViewCreateInfo);
}
swapchainFramebufs.resize(swapchainImages.size());
for (size_t i = 0; i < swapchainImages.size(); i++) {
vk::ImageView frameBufAttachments[1];
frameBufAttachments[0] = swapchainImageViews[i].get();
vk::FramebufferCreateInfo frameBufCreateInfo;
frameBufCreateInfo.width = surfaceCapabilities.currentExtent.width;
frameBufCreateInfo.height = surfaceCapabilities.currentExtent.height;
frameBufCreateInfo.layers = 1;
frameBufCreateInfo.renderPass = renderpass.get();
frameBufCreateInfo.attachmentCount = 1;
frameBufCreateInfo.pAttachments = frameBufAttachments;
swapchainFramebufs[i] = device->createFramebufferUnique(frameBufCreateInfo);
}
};
recreateSwapchain();
vk::CommandPoolCreateInfo cmdPoolCreateInfo;
cmdPoolCreateInfo.queueFamilyIndex = graphicsQueueFamilyIndex;
cmdPoolCreateInfo.flags = vk::CommandPoolCreateFlagBits::eResetCommandBuffer;
vk::UniqueCommandPool cmdPool = device->createCommandPoolUnique(cmdPoolCreateInfo);
vk::CommandBufferAllocateInfo cmdBufAllocInfo;
cmdBufAllocInfo.commandPool = cmdPool.get();
cmdBufAllocInfo.commandBufferCount = 1;
cmdBufAllocInfo.level = vk::CommandBufferLevel::ePrimary;
std::vector<vk::UniqueCommandBuffer> cmdBufs =
device->allocateCommandBuffersUnique(cmdBufAllocInfo);
vk::SemaphoreCreateInfo semaphoreCreateInfo;
vk::UniqueSemaphore swapchainImgSemaphore, imgRenderedSemaphore;
swapchainImgSemaphore = device->createSemaphoreUnique(semaphoreCreateInfo);
imgRenderedSemaphore = device->createSemaphoreUnique(semaphoreCreateInfo);
vk::FenceCreateInfo fenceCreateInfo;
fenceCreateInfo.flags = vk::FenceCreateFlagBits::eSignaled;
vk::UniqueFence imgRenderedFence = device->createFenceUnique(fenceCreateInfo);
while (!glfwWindowShouldClose(window)) {
glfwPollEvents();
device->waitForFences({ imgRenderedFence.get()}, VK_TRUE, UINT64_MAX);
vk::ResultValue acquireImgResult = device->acquireNextImageKHR(swapchain.get(), 1'000'000'000, swapchainImgSemaphore.get());
if(acquireImgResult.result == vk::Result::eSuboptimalKHR || acquireImgResult.result == vk::Result::eErrorOutOfDateKHR) {
std::cerr << "スワップチェーンを再作成します。" << std::endl;
recreateSwapchain();
continue;
}
if (acquireImgResult.result != vk::Result::eSuccess) {
std::cerr << "次フレームの取得に失敗しました。" << std::endl;
return -1;
}
device->resetFences({ imgRenderedFence.get() });
uint32_t imgIndex = acquireImgResult.value;
cmdBufs[0]->reset();
vk::CommandBufferBeginInfo cmdBeginInfo;
cmdBufs[0]->begin(cmdBeginInfo);
vk::ClearValue clearVal[1];
clearVal[0].color.float32[0] = 0.0f;
clearVal[0].color.float32[1] = 0.0f;
clearVal[0].color.float32[2] = 0.0f;
clearVal[0].color.float32[3] = 1.0f;
vk::RenderPassBeginInfo renderpassBeginInfo;
renderpassBeginInfo.renderPass = renderpass.get();
renderpassBeginInfo.framebuffer = swapchainFramebufs[imgIndex].get();
renderpassBeginInfo.renderArea = vk::Rect2D({ 0,0 }, { screenWidth, screenHeight });
renderpassBeginInfo.clearValueCount = 1;
renderpassBeginInfo.pClearValues = clearVal;
cmdBufs[0]->beginRenderPass(renderpassBeginInfo, vk::SubpassContents::eInline);
cmdBufs[0]->bindPipeline(vk::PipelineBindPoint::eGraphics, pipeline.get());
cmdBufs[0]->bindVertexBuffers(0, { vertexBuf.get() }, { 0 });
cmdBufs[0]->bindIndexBuffer(indexBuf.get(), 0, vk::IndexType::eUint16);
cmdBufs[0]->drawIndexed(indices.size(), 1, 0, 0, 0);
cmdBufs[0]->endRenderPass();
cmdBufs[0]->end();
vk::CommandBuffer submitCmdBuf[1] = { cmdBufs[0].get() };
vk::SubmitInfo submitInfo;
submitInfo.commandBufferCount = 1;
submitInfo.pCommandBuffers = submitCmdBuf;
vk::Semaphore renderwaitSemaphores[] = { swapchainImgSemaphore.get() };
vk::PipelineStageFlags renderwaitStages[] = { vk::PipelineStageFlagBits::eColorAttachmentOutput };
submitInfo.waitSemaphoreCount = 1;
submitInfo.pWaitSemaphores = renderwaitSemaphores;
submitInfo.pWaitDstStageMask = renderwaitStages;
vk::Semaphore renderSignalSemaphores[] = { imgRenderedSemaphore.get() };
submitInfo.signalSemaphoreCount = 1;
submitInfo.pSignalSemaphores = renderSignalSemaphores;
graphicsQueue.submit({ submitInfo }, imgRenderedFence.get());
vk::PresentInfoKHR presentInfo;
auto presentSwapchains = { swapchain.get() };
auto imgIndices = { imgIndex };
presentInfo.swapchainCount = presentSwapchains.size();
presentInfo.pSwapchains = presentSwapchains.begin();
presentInfo.pImageIndices = imgIndices.begin();
vk::Semaphore presenWaitSemaphores[] = { imgRenderedSemaphore.get() };
presentInfo.waitSemaphoreCount = 1;
presentInfo.pWaitSemaphores = presenWaitSemaphores;
graphicsQueue.presentKHR(presentInfo);
}
graphicsQueue.waitIdle();
glfwTerminate();
return 0;
}
#version 450
#extension GL_ARB_separate_shader_objects : enable
layout(location = 0) in vec2 inPos;
layout(location = 1) in vec3 inColor;
layout(location = 0) out vec3 fragmentColor;
void main() {
gl_Position = vec4(inPos, 0.0, 1.0);
fragmentColor = inColor;
}
#version 450
#extension GL_ARB_separate_shader_objects : enable
layout(location = 0) in vec3 fragmentColor;
layout(location = 0) out vec4 outColor;
void main() {
outColor = vec4(fragmentColor, 1.0);
}
cmake_minimum_required(VERSION 3.22)
project(vulkan-test)
set(CMAKE_CXX_STANDARD 17)
add_executable(app main.cpp)
find_package(Vulkan REQUIRED)
target_include_directories(app PRIVATE ${Vulkan_INCLUDE_DIRS})
target_link_libraries(app PRIVATE ${Vulkan_LIBRARIES})
find_package(glfw3 CONFIG REQUIRED)
target_link_libraries(app PRIVATE glfw)
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