'Fixed Function Pipeline Stages - Vulkan Game Engine Tutorial 04' 정리
1. 주요 내용
PipelineConfigInfo구조체를 하나씩 채움vkCreateGraphicsPipelines()호출해서 파이프라인을 생성할 준비
2. 실습 코드 수정
이번에 하고 싶은건 그래픽 파이프라인(VkPipeline)을 하나 만드는 것입니다.
vkCreateGraphicsPipelines() 함수를 호출하고 싶은 건데,
만들어진 파이프라인이 어떻게 동작할 건지 설정 값들을 미리 다 세팅해줘야 합니다.
이를 위해 VkGraphicsPipelineCreateInfo 구조체를 채워야 합니다.
‘Graphics Pipeline Overview - Vulkan Game Engine Tutorial 02’ 정리 에서 봤던 그래픽 파이프라인을 다시 한 번 봐봅시다.
VkGraphicsPipelineCreateInfo 구조체가 각 단계별 동작의 세팅 값 및 부가적으로 필요한 정보를 가지고 있습니다. 요걸 채워서 함수 호출할 때 넘겨줘야 합니다.
거대한 구조체네요ㅠㅜ
위 구조체에서 일부 세팅 값들을 PipelineConfigInfo로 따로 빼두었습니다.
아마도 일부 세팅 값을 바꿔서 비슷한 그래픽 파이프라인을 또 만들 때 사용할 예정인 듯 합니다.
2.1. inputAssemblyInfo
맨 처음 들어온 데이터 뭉치를 어떻게 해석할지 정합니다.
세 개씩 끊어서 삼각형 하나로 볼지,
두 번째 그림처럼 중첩해서 삼각형을 만들지 정합니다.
참고로, 인풋 데이터는 위치 정보외에 다른 정보들도 포함될 수 있습니다.
124s
이를 위해, VkPipelineInputAssemblyStateCreateInfo 를 세팅합니다.
2.2. viewportInfo
Vertext Shader 까지는 [-1, -1] ~ [1, 1] 좌표계(NDC, Normalized Device Coordinates)를 사용합니다. 요 좌표계를 가져다가 fragmentbuffer 의 어느 부분에 그릴 것인지를 정해야 합니다. 이를 위해, VkPipelineViewportStateCreateInfo 를 세팅합니다. 요 안에 viewport와 scissor 가 또 있습니다.
위 그림에서 어떻게 매핑할 것인지가 viewport 설정입니다.
NDC의 (-1, -1), (1,1)을 framebuffer 의 어디로 매핑할 것인지를 결정합니다.
framebuffer 중에서 특정 영역만 필요한 상황이 있을 수 있습니다. (다른 창에 의해서 가려지거나 해서 그릴 필요가 없는경우?)
이를 위해 scissor가 있습니다.
framebuffer의 특정 영역을 골라서, 그 부분만 그리면 된다고 알려 줍니다.
아직은 빌드가 제대로 안되고,
Tutorial 5-1 까지 구현을 마치고 난 후에, 값을 바꿔서 테스트 해 봅시다.
빨간색이 viewport, 파란색이 scissor 입니다.
(2)번은 다음과 같이 viewport를 세팅했습니다.
// 시작점 NDC(-1,-1) -> (0, 300)
configInfo.viewport.x = 0.0f;
configInfo.viewport.y = 300.0f;
// offset (0, 300) 기준으로 (+400, +300) 위치로 NDC(1, 1)을 매핑
configInfo.viewport.width = static_cast<float>(width / 2); // 400
configInfo.viewport.height = static_cast<float>(height / 2); // 300
configInfo.viewport.minDepth = 0.0f;
configInfo.viewport.maxDepth = 1.0f;
(3)번은 scissor 까지 세팅했습니다.
// offset (0,0) 정하고, 거기에서 (+200, +800) 위치 까지만 표시
configInfo.scissor.offset = { 0, 0 };
configInfo.scissor.extent = { width / 4, height }; // 200, 300
좋은 그래픽 카드에서는 viewport, scissor 여러 개일 수도 있다고 합니다.
2.3. rasterizationInfo
그래픽 파이프라인에서 Raterization 은 vertex shader 가 넘겨 준 geometry 데이터들을 받아서
fragment 들로 바꿉니다.
위에서 봤던 scissor 도 적용하고(scissor test), 카메라에서 너무 가깝거나 먼지도 확인하고(depth test), 삼각형의 앞면 뒷면 여부도 판단(face culling)도 여기서 합니다.
요 동작들을 위한 세팅을 VkPipelineRasterizationStateCreateInfo 에다가 합니다.
이중에 cullMode, frontFace는 삼각형의 뒷면을 런더링 하지 않기 위한 세팅입니다. (face culling)
카메라에 삼각형의 뒷면이 보이는 경우에는 그리지 않음으로써, 성능 향상을 꾀하기 위함입니다.
어떤 방향을 앞면으로 볼 건지 결정할 수 있습니다.
2.4. multisampleInfo
MSAA: Multisampling Anti-aliasing
Rasterization 과정에서 런더링 해야 하는 fragment 를 선정할 때,
각 fragment의 중앙의 점이 삼각형에 포함되는지 여부로 판단하는 듯 합니다.
삼각형 안쪽인지 바깥쪽인지가 true / false 로 정해지는 것이죠.
이로 인해, 경계선 부분이 거칠게 보이는 계단 현상(aliasing)이 나타납니다.
fragment 를 선정할 때, 한 개 점이 아니라 여러 점을 사용해서, 몇 개의 점이 삼각형에 포함되는지에 따라, 색을 살짝 연하게 칠하던가 하는 듯 합니다.
488s
이를 위해, VkPipelineMultisampleStateCreateInfo 를 세팅합니다.
2.5. colorBlendInfo
모델 여러 개가 겹쳐 있는 경우, 특정 fragment (픽셀)을 생각해 봅시다.
첫 번째 모델을 그리면, fragment shader 가 색을 결정해서 framebuffer를 채워 놓은 상태일 겁니다.
여기서 다음 모델을 그리면, fragment shader 가 framebuffer를 채울 때, 해당 fragment에 기존에 채워져 있는 색깔이랑 같이 잘 표현해야 합니다.
보통은 투명도에 따라 기존 색과 현재 색을 섞는 알파 블렌딩을 사용한다고 합니다.
이를 위해, VkPipelineColorBlendStateCreateInfo 를 세팅합니다. (내부에 VkPipelineColorBlendAttachmentState)
2.6. depthStencilInfo
framebuffer는 보통 color buffer 와 depth 버퍼를 가집니다.
depth 버퍼는 해당 픽셀에서 카메라와 가장 가까이 있는 object의 거리를 저장합니다. (어떤 object인지는 관심 없음)
산이 그려 졌고 (depth 0.5), 이제 구름 depth 0.8에 을 그린다고 하면
산과 겹치는 부분의 픽셀은 산에 가려질 테니(depth 버퍼에 저장되어 있는 값이, 현재 그릴려는 object의 depth 보다 작으므로) 그릴 필요가 없습니다.
2.7. shaderStage
앞 장에서 Vertex Shader, Fragment Shader를 작성해서 VkShaderModule 들을 만들었습니다.
요 정보도 파이프라인 생성할 때, 넘겨 줘야 합니다.
이를 위해, VkPipelineShaderStateCreateInfo 를 세팅합니다.
2.8. vertexInputInfo
그래픽 파이프라인에 맨 처음 들어오는 데이터 뭉치는 각 Vertex 별로 위치 뿐만 아니라 다른 여러 데이터를 포함할 수 있습니다.
요 데이터들이 어떻게 정렬되어 있는지,
인덱스 버퍼라는 게 따로 있는지 정보도 넘겨줘야 합니다.
이를 위해, VkPipelineVertexInputStateCreateInfo 를 세팅합니다.
2.9. pipelineInfo 대통합
이제 지금까지 준비한 세팅 값들로 VkGraphicsPipelineCreateInfo 구조체를 채웁니다.
요 구조체를 넘겨서, vkCreateGraphicsPipelines() 함수를 드디어 호출합니다.
(pipelineLayout, renderPass 를 아직 채우지 않아서, 정상 실행은 되지 않습니다.)
3. 다이어그램
