Bindless

Fri, 21 Nov 2025 13:33:36 +0800

Bindless（Unbounded）无绑定或者无界绑定，是指不通过传统图形 API 的形如 glBindXXX 函数而直接将 Buffer\Texture 的 GPU 虚拟地址存储在 Bindless Buffer 中，在 Shader 中通过索引 Bindless 而直接访问 Texture\Buffer 数据的技术。Bindless 也是现代渲染技术如 GPU Driven Pipeline 不可或缺的基础组成部分

Bindless可以减少DrawCall

Vulkan创建DescriptorLayout时需要通过VkDescriptorSetLayoutBinding来表示每个绑定点的信息

typedef struct VkDescriptorSetLayoutBinding {
    uint32_t              binding;                // 绑定点编号（从 0 开始）
    VkDescriptorType      descriptorType;         // 描述符类型
    uint32_t              descriptorCount;        // 描述符数量（数组大小）
    VkShaderStageFlags    stageFlags;             // 着色器可见性阶段
    const VkSampler*      pImmutableSamplers;     //  immutable 采样器（可选）
} VkDescriptorSetLayoutBinding;

descriptorCount指定binding的资源描述符数量，也就是这个Binding可以存放多个相同类型的资源。在更新DescriptorSet时

VkWriteDescriptorSet writeDescriptorSet = {};
writeDescriptorSet.sType = VK_STRUCTURE_TYPE_WRITE_DESCRIPTOR_SET;
writeDescriptorSet.dstSet = yourDescriptorSet; 
writeDescriptorSet.dstBinding = 0;           
writeDescriptorSet.dstArrayElement = 2; // 对应layout的descriptorCount的索引，在Shader中  用[descriptorCount]来设置一个资源数组
writeDescriptorSet.descriptorCount = 1;      
writeDescriptorSet.descriptorType = VK_DESCRIPTOR_TYPE_COMBINED_IMAGE_SAMPLER;
writeDescriptorSet.pImageInfo = &imageInfo;

所以在创建布局时，可以指定一个binding位置很大的descriptorCount，在Update时根据索引来更新，并且在Shader中写可以方便索引（当然需要传递索引到Shader）

这种静态的方式带来的问题是无法根据实际情况来决定资源数量，造成复杂的资源驻留管理以及 Descriptor 空间浪费。在从越大佬的文章中，这种方式被称为“有限”Bindless

真bindless其实就是靠Vulkan自己添加的新特性，支持Shader指定数组时不需要填入数量

ComputerShader学习

Wed, 29 Oct 2025 12:17:56 +0800

概念

vkCmdDispatch分配的是线程组的总数，Shader中的layout定义一个线程组内部多少个线程

workgroup定义了计算负载处理构型，是GPU必须处理的工作项。workgroup是一个三维模型，每个维度的大小通过vkCmdDIspatch(commandBuffer, groupSize.x, groupSize.y, groupSize.z)指定。
invocation代表workgroup中的一个计算单元，每个计算单元运行相同的compute shader。
workgroup中的invocations并行运行，它们的维度由compute shader中layout(local_size_x=a, local_size_y=b, local_size_y=c)指定。同一个workgroup中的invocations可以访问共享内存。

案例

`1`	`vkCmdDispatch(cmdBuffer, storageImage.width / 16, storageImage.height / 16, 1);`

这就代表了我需要$storageImage.width / 16 storageImage.width / 16 * 1$个线程组。(本质是计算了图片能分成多少份1616的区域)

通常这样写，是假设每个线程组负责处理图像中 16×16 大小的区域

对应的Shader中写的是

`1`	`layout (local_size_x = 16, local_size_y = 16) in;`

定义了每个线程组包含 16×16 = 256 个线程.这样每个线程刚好处理图像中 globalPos 对应的一个像素，整个任务通过线程组和线程的二维分布，实现了对图像的并行遍历。

在Shader中计算当前线程属于哪个像素的坐标

    // 1. 计算当前线程对应的全局像素坐标（x, y）
    uvec2 groupID = gl_WorkGroupID.xy;       // 线程组在全局的索引
    uvec2 localID = gl_LocalInvocationID.xy; // 线程在组内的索引
    ivec2 globalPos = ivec2(groupID * 16 + localID); // 转换为整数坐标

在Shader中获取某个像素值的方法是

`1`	`gvec4 imageLoad(gimage2D image, ivec2 coord);`

参数 1：要读取的图像（即 inputImage）。
参数 2：像素的整数坐标（ivec2，表示 (x, y) 位置，原点通常在图像左上角）。
返回值：像素的颜色值（gvec4，包含 r, g, b, a 四个通道，范围通常为 [0.0, 1.0] 或 [0, 255]，取决于图像格式）。

线程组内部可以使用共享数据，在Shader中用shared修饰的变量，但是需要使用同步函数保证所有线程先写入，才能使用

shared vec4 cache[16][16];

// 每个线程写自己的位置
cache[localID.x][localID.y] = someValue;

// 等待同组线程全部写完
barrier(); // GLSL 内置同步函数

// 之后可以安全读取其他线程写的值
vec4 v = cache[otherX][otherY];

同步

ComputePass并不需要创建RenderPass，也就是说没有定义资源的依赖关系，所以需要手动设置内存屏障保证后续Pass读取到的是新的结果

// 比如这张图片在compute中处理，后续参与采样，需要一个内存屏障在两个Pass之间
		// Image memory barrier to make sure that compute shader writes are finished before sampling from the texture
  VkImageMemoryBarrier imageMemoryBarrier = {};
  imageMemoryBarrier.sType = VK_STRUCTURE_TYPE_IMAGE_MEMORY_BARRIER;
  // We won't be changing the layout of the image
  imageMemoryBarrier.oldLayout = VK_IMAGE_LAYOUT_GENERAL;
  imageMemoryBarrier.newLayout = VK_IMAGE_LAYOUT_GENERAL;
  imageMemoryBarrier.image = storageImage.image;
  imageMemoryBarrier.subresourceRange = { VK_IMAGE_ASPECT_COLOR_BIT, 0, 1, 0, 1 };
  imageMemoryBarrier.srcAccessMask = VK_ACCESS_SHADER_WRITE_BIT;
  imageMemoryBarrier.dstAccessMask = VK_ACCESS_SHADER_READ_BIT;
  imageMemoryBarrier.srcQueueFamilyIndex = VK_QUEUE_FAMILY_IGNORED;
  imageMemoryBarrier.dstQueueFamilyIndex = VK_QUEUE_FAMILY_IGNORED;
  vkCmdPipelineBarrier(
    cmdBuffer,
    VK_PIPELINE_STAGE_COMPUTE_SHADER_BIT, // compute结束
    VK_PIPELINE_STAGE_FRAGMENT_SHADER_BIT, // 片段着色器开始
    VK_FLAGS_NONE,
    0, nullptr,
    0, nullptr,
    1, &imageMemoryBarrier);
  vkCmdBeginRenderPass(cmdBuffer, &renderPassBeginInfo, VK_SUBPASS_CONTENTS_INLINE);

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