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Introduzione ai buffer in Direct3D 11

Una risorsa buffer è una raccolta di dati completamente tipizzata raggruppati in elementi. È possibile usare i buffer per archiviare un'ampia gamma di dati, tra cui vettori di posizione, vettori normali, coordinate di trama in un vertex buffer, indici in un buffer di indice o stato del dispositivo. Un elemento buffer è costituito da 1 a 4 componenti. Gli elementi del buffer possono includere valori di dati compressi (ad esempio, valori di superficie R8G8B8A8), interi a 8 bit singoli o quattro valori a virgola mobile a 32 bit.

Un buffer viene creato come risorsa non strutturata. Poiché non è strutturato, un buffer non può contenere alcun livello mipmap, non può essere filtrato durante la lettura e non può essere sottoposto a multicampionamento.

Tipi di buffer

Di seguito sono riportati i tipi di risorse buffer supportati da Direct3D 11. Tutti i tipi di buffer vengono incapsulati dall'interfaccia ID3D11Buffer .

Vertex Buffer

Un vertex buffer contiene i dati dei vertici usati per definire la geometria. I dati dei vertici includono coordinate di posizione, dati di colore, dati delle coordinate delle trame, dati normali e così via.

L'esempio più semplice di un buffer dei vertici è quello che contiene solo i dati di posizione. Può essere visualizzato come nell'illustrazione seguente.

illustrazione di un buffer dei vertici che contiene i dati di posizione

Più spesso, un buffer dei vertici contiene tutti i dati necessari per specificare completamente i vertici 3D. Un esempio può essere un buffer dei vertici che contiene coordinate normali e di trama per ogni vertice. Questi dati sono in genere organizzati come set di elementi per vertice, come illustrato nella figura seguente.

illustrazione di un buffer dei vertici che contiene dati di posizione, normale e trama

Questo buffer dei vertici contiene dati per vertice; ogni vertice archivia tre elementi (coordinate di posizione, normale e trama). La posizione e la normale vengono in genere specificate usando tre float a 32 bit (DXGI_FORMAT_R32G32B32_FLOAT) e le coordinate della trama usando due float a 32 bit (DXGI_FORMAT_R32G32_FLOAT).

Per accedere ai dati da un vertex buffer, è necessario conoscere il vertice a cui accedere, oltre ai parametri del buffer aggiuntivi seguenti:

  • Offset: numero di byte dall'inizio del buffer ai dati per il primo vertice. È possibile specificare l'offset usando il metodo ID3D11DeviceContext::IASetVertexBuffers .
  • BaseVertexLocation: valore aggiunto a ogni indice prima di leggere un vertice dal vertex buffer.

Prima di creare un buffer dei vertici, è necessario definirne il layout creando un'interfaccia ID3D11InputLayout ; questa operazione viene eseguita chiamando il metodo ID3D11Device::CreateInputLayout . Dopo aver creato l'oggetto input-layout, è possibile associarlo alla fase input-assembler chiamando ID3D11DeviceContext::IASetInputLayout.

Per creare un buffer dei vertici, chiamare ID3D11Device::CreateBuffer.

Buffer di indice

I buffer di indice contengono offset integer in vertex buffer e vengono usati per eseguire il rendering delle primitive in modo più efficiente. Un buffer di indice contiene un set sequenziale di indici a 16 bit o a 32 bit; ogni indice viene usato per identificare un vertice in un buffer dei vertici. È possibile visualizzare un buffer di indice simile alla figura seguente.

illustrazione di un buffer di indice

Gli indici sequenziali archiviati in un buffer di indice si trovano con i parametri seguenti:

Inizio di Index Buffer = Index Buffer Base Address + Offset (byte) + StartIndexLocation * ElementSize (byte);

In questo calcolo ElementSize è la dimensione di ogni elemento del buffer di indice, ovvero due o quattro byte.

Per creare un buffer di indice, chiamare ID3D11Device::CreateBuffer.

Buffer costante

Un buffer costante consente di fornire in modo efficiente i dati delle costanti shader alla pipeline. È possibile usare un buffer costante per archiviare i risultati della fase di output del flusso. Concettualmente, un buffer costante è simile a un buffer di vertici a singolo elemento, come illustrato nella figura seguente.

illustrazione di un buffer costante shader

Ogni elemento archivia una costante componente da 1 a 4, determinata dal formato dei dati archiviati. Per creare un buffer costante shader, chiamare ID3D11Device::CreateBuffer e specificare il membro D3D11_BIND_CONSTANT_BUFFER del tipo enumerato D3D11_BIND_FLAG .

Un buffer costante può usare solo un singolo flag di associazione (D3D11_BIND_CONSTANT_BUFFER), che non può essere combinato con qualsiasi altro flag di associazione. Per associare un buffer costante shader alla pipeline, chiamare uno dei metodi seguenti: ID3D11DeviceContext::GSSetConstantBuffers, ID3D11DeviceContext::P SSetConstantBuffers o ID3D11DeviceContext::VSSetConstantBuffers.

Per leggere un buffer costante shader da uno shader, usare una funzione di caricamento HLSL ,ad esempio Load. Ogni fase dello shader consente fino a 15 buffer costanti shader; ogni buffer può contenere fino a 4096 costanti.

Buffer