Vulkan教程翻译之七 创建 Depth Buffer

原文链接：https://vulkan.lunarg.com/doc/sdk/1.2.131.2/windows/tutorial/html/06-init_depth_buffer.html

创建 Depth Buffer

这一章节的代码文件是 06-init_depth_buffer.cpp

Depth buffer 是可选的，但是在最终的示例里，你需要 depth buffer 来渲染3D立方体。而且你只需要一个就能渲染每一帧，即使 swapchain 有多个 image。这是因为你在使用 swapchain 里的每个 image 时，可以重复使用相同的 depth buffer。

不像 vkCreateSwapchainKHR() 那样，swapchain 里的每个 image 都为你创建好了，你需要创建并分配你自己的 image 来表示 depth buffer。

步骤是：

1. 创建 depth buffer image 对象
2. 分配 depth buffer 设备内存
3. 绑定内存到 image 对象上
4. 创建 depth buffer 的 image view

最终你得到的看起来像这样：

创建 Depth Buffer Image 对象

为了创建 image 对象给 depth buffer，我们会填充这个熟悉的创建信息的结构体：

image_info.sType = VK_STRUCTURE_TYPE_IMAGE_CREATE_INFO;
image_info.pNext = NULL;
image_info.imageType = VK_IMAGE_TYPE_2D;
image_info.format = VK_FORMAT_D16_UNORM;
image_info.extent.width = info.width;
image_info.extent.height = info.height;
image_info.extent.depth = 1;
image_info.mipLevels = 1;
image_info.arrayLayers = 1;
image_info.samples = NUM_SAMPLES;
image_info.initialLayout = VK_IMAGE_LAYOUT_UNDEFINED;
image_info.usage = VK_IMAGE_USAGE_DEPTH_STENCIL_ATTACHMENT_BIT;
image_info.queueFamilyIndexCount = 0;
image_info.pQueueFamilyIndices = NULL;
image_info.sharingMode = VK_SHARING_MODE_EXCLUSIVE;
image_info.flags = 0;

vkCreateImage(info.device, &image_info, NULL, &info.depth.image);

这只是给 image 创建了一个对象。还没有为 depth buffer image 分配内存，但是请注意，你已经填了信息表明你想要一个匹配窗口尺寸的 depth buffer。

为 Depth Buffer 分配内存

此时，即使你知道宽，高，和缓冲区单元的大小，仍然不能确切地知道该分配多少内存。这是有原因的，比如，GPU硬件可能会有对齐约束。这些约束在每个设备是不同的。

Vulkan 提供了一个函数，你可以用它填充为分配 image 内存需要的所有东西：

vkGetImageMemoryRequirements(info.device, info.depth.image, &mem_reqs);

然后，使用这些内存申请信息，来填到一个申请分配内存的结构体里。这些申请信息里关键的一条是内存大小。你用来填充分配请求的结构体，如以下所示：

VkMemoryAllocateInfo mem_alloc = {};
mem_alloc.sType = VK_STRUCTURE_TYPE_MEMORY_ALLOCATE_INFO;
mem_alloc.pNext = NULL;
mem_alloc.allocationSize = mem_reqs.size;
mem_alloc.memoryTypeIndex = memory_type_from_properties();

虽然可以尝试通过宽x高x（depth texel 大小）来猜测分配空间的尺寸，但是可能对齐约束需要附加的空间。所以最好不要猜测所需要的数量，而是按需要的大小申请。

memory_type_from_properties() 函数是一个示例里的实用函数，确定要使用的适当的内存类型索引。因为在这里你正在分配的是设备内存，内存是可以直接从GPU访问的，所以还要额外考虑到，比如对齐和缓存行为。Vulkan 规范里的 "Device Memory" 一节对更多的细节可以作很好的参考。

最终，你可以分配内存了：

vkAllocateMemory(info.device, &mem_alloc, NULL, &info.depth.mem);

绑定内存到 Depth Buffer

现在你有了一个 depth buffer 的 image 对象，和分配给 depth buffer 的一些设备内存。

接下来，通过绑定它们使内存和对象关联起来：

vkBindImageMemory(info.device, info.depth.image, info.depth.mem, 0);

创建 Image View

像 swapchain image 一样，你需要创建一个 image view 来说明关于如何使用 depth buffer 的一些细节。例如，如下你创建的 image view 表明了该 image 会被用来作为一个 depth buffer，并且是 16-bit 格式。

VkImageViewCreateInfo view_info = {};
view_info.sType = VK_STRUCTURE_TYPE_IMAGE_VIEW_CREATE_INFO;
view_info.pNext = NULL;
view_info.image = info.depth.image;
view_info.format = VK_FORMAT_D16_UNORM;
view_info.components.r = VK_COMPONENT_SWIZZLE_R;
view_info.components.g = VK_COMPONENT_SWIZZLE_G;
view_info.components.b = VK_COMPONENT_SWIZZLE_B;
view_info.components.a = VK_COMPONENT_SWIZZLE_A;
view_info.subresourceRange.aspectMask = VK_IMAGE_ASPECT_DEPTH_BIT;
view_info.subresourceRange.baseMipLevel = 0;
view_info.subresourceRange.levelCount = 1;
view_info.subresourceRange.baseArrayLayer = 0;
view_info.subresourceRange.layerCount = 1;
view_info.viewType = VK_IMAGE_VIEW_TYPE_2D;
view_info.flags = 0;

res = vkCreateImageView(info.device, &view_info, NULL, &info.depth.view);