DirectX12 3D 游戏开发与实战第七章内容（下）
利用Direct3D绘制几何体（续）
学习目标
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学会一种无须每帧都要刷新命令队列的渲染流程，由此来优化程序的性能
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了解另外两种跟签名参数类型：根描述符和根常量
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探索如何在程序中生成和绘制常见的几何体，如栅格、圆台和球体
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研究如何通过动态顶点缓冲区来更新CPU中的顶点数据，并且向GPU中上传顶点新的位置信息
7.6、 细探根签名
在前面我们已经介绍过跟签名，它定义了在绘制调用之前，需要绑定到渲染流水线上的资源，以及这些资源如何映射到着色器的输入寄存器中。
7.6.1 、根参数
根签名是由一系列根参数组成的，到目前为止，我们只创建过只含有一个描述符表的根参数。实际上，根参数有三个类型可以选择：
- 描述符表：描述符表引用的是描述符堆中的一块连续范围，用于确定要绑定的资源
- 根描述符：通过直接设置根描述符就可以指示要绑定的资源，无需将它存在描述符堆中。但是，只有常量缓冲区的CBV，缓冲区的SRV/UAV才能使用根描述符进行绑定
- 根常量：借助根常量即可直接绑定一系列32位的常量值
考虑到性能的原因，一个根签名最好不要放置超过64DWORD的根参数，下面是三种根参数的空间占用情况：
- 描述符表：1DWORD
- 根描述符：2DWORD
- 根常量：每个常量32位，占1DWORD
在代码中，我们需要通过填写CD3DX12_ROOT_PARAMETER结构体来描述根参数，CD3DX12_ROOT_PARAMETER是对结构体D3D12_ROOT_PARAMETER进行的扩展，并增加一些辅助初始化函数而得到的
typedef struct D3D12_ROOT_PARAMETER
{
//用于指示根参数的类型（描述符表，根常量或者根描述符）
D3D12_ROOT_PARAMETER_TYPE ParameterType;
//描述根参数的结构体
union
{
D3D12_ROOT_DESCRIPTOR_TABLE DescriptorTable;
D3D12_ROOT_CONSTANTS Constants;
D3D12_ROOT_DESCRIPTOR Descriptor;
};
//指定此根参数在着色器程序中的可见性
D3D12_SHADER_VISIBILITY ShaderVisibility;
}D3D12_ROOT_PARAMETER;
7.6.2、描述符表
通过填写D3D12_ROOT_PARAMERTER结构体中的成员DescriptorTable，即可将根参数的类型定义为描述符表（Descriptor Tabel）
typedef struct D3D12_ROOT_DESCRIPTOR_TABLE
{
//D3D12_DESCRIPTOR_RANGE类型数组的元素个数
UINT NumDescriptorRanges;
//指向D3D12_DESCRIPTOR_RANGE类型数组的指针
const D3D12_DESCRIPTOR_RANGE *pDescriptorRanges;
}D3D12_ROOT_DESCRIPTOR_TABLE;
通过上述的结构体，我们可以指定一个D3D12_DESCRIPTOR_RANGE类型的数组：
typedef struct D3D12_DESCRIPTOR_RANGE
{
//此范围中的描述符类型
D3D12_DESCRIPTOR_RANGE_TYPE RangeType;
//此范围内描述符的数量
UINT NumDescriptors;
//此描述符范围要绑定的基准着色器寄存器
UINT BaseShaderRegister;
//此描述符范围要绑定的寄存器空间
UINT RegisterSpace;
//此描述符范围距离描述符表起始地址的偏移量
UINT OffsetInDescriptorsFromTableStart;
}D3D12_DESCRIPTOR_RANGE;
接下来我们举个例子：用3个CBV、2个SRV和1个UAV创建一个描述符表
//用3个CBV、2个SRV和1个UAV来创建一个描述符表
CD3DX12_DESCRIPTOR_RANGE descRange[3];
descRange[0].Init(D3D12_DESCRIPTOR_RANGE_TYPE_CBV, 3, 0, 0, 0);
descRange[1].Init(D3D12_DESCRIPTOR_RANGE_TYPE_SRV, 2, 0, 0, 3);
descRange[2].Init(D3D12_DESCRIPTOR_RANGE_TYPE_UAV, 1, 0, 0, 5);
CD3DX12_ROOT_PARAMETER slotRootParameter[1];
slotRootParameter[0].InitAsDescriptorTable(3, descRange, D3D12_SHADER_VISIBILITY_ALL);
7.6.3、根描述符
通过填写结构体D3D12_ROOT_PARAMETER中的成员Descriptor，即可将根参数类型定义为根描述符（Root Descriptor）
typedef struct D3D12_ROOT_DESCRIPTOR
{
//指定要绑定的着色器寄存器
UINT ShaderRegister;
//指定要绑定的着色器寄存器空间
UINT RegisterSpace;
}D3D12_ROOT_DESCRIPTOR;
和描述符表需要在描述符中设置对应的描述符句柄不同，要配置描述符，我们只需要绑定资源的虚拟地址即可
//计算常量缓冲区的大小
UINT objCBByteSize = d3dUtil::CalcConstantBufferByteSize(sizeof(ObjectConstants));
//资源的虚拟地址
D3D12_GPU_VIRTUAL_ADDRESS cbAddress = objectCB->GetGPUVirtualAddress();
//偏移到缓冲区中此物体常量的地址
cbAddress += i*objCBByteSize;
cmdList->setGraphicsRootVConstnatBufferView(0, objCBAddress);
7.6.4、根常量
通过填写结构体D3D12_ROOT_PARAMETER的成员Constants，即可进一步将根参数类型定义为根常量（Root Constant）
typedef struct D3D12_ROOT_CONSTANTS
{
//指定绑定的寄存器
UINT ShaderRegister;
//指定绑定的寄存器空间
UINT RegisterSpace;
//根参数所需要的32位常量个数
UINT Num32BitValues;
}D3D12_ROOT_CONSTANTS;
根参数的使用示例就不展示了。
7.6.5、 更复杂的根签名示例
考虑一下着色器所需要的下列资源的情景：
Texture2D gDiffuseMap : register(t0);
cbuffer cbPerObject : register(b0)
{
float4x4 gWorld;
float4x4 gTexTransform;
}
cbuffer cbPass : register(b1)
{
float4x4 gView;
float4x4 gInvView;
float4x4 gProj;
float4x4 gInvProj;
float4x4 gViewProj;
float4x4 gInvViewProj;
float3 gEvePosW;
float cbPerObjectPad1;
float2 gRenderTargetSize;
float2 gInvRenderTargetSize;
float gNearZ;
float gFarZ;
float gTotalTime;
float gDeltaTime;
float4 gAmbientLight;
}
cbuffer cbMaterial : register(b2)
{
float4 gDiffuseAlbedo;
float3 gFresne1R0;
float gRoughness;
float4x4 gMatTransform;
}
此着色器对应的根签名描述：
//描述符范围,给描述符表使用
CD3DX12_DESCRIPTOR_RANGE texTable;
texTable.Init(D3D12_DESCRIPTOR_RANGE_TYPE_SRV, 1, 0);
CD3DX12_ROOT_PARAMETER slotRootParameter[4];
//性能提示：按变更频率由高到低进行排列
slotRootParameter[0].InitAsDescriptorTable(1, &texTable, D3D12_SHADER_VISIBILITY_PIXEL);
slotRootParameter[1].InitAsConstantBufferView(0);
slotRootParameter[2].InitAsConstantBufferView(1);
slotRootParameter[3].InitAsConstantBufferView(2);
CD3DX12_ROOT_SIGNATURE_DESC rootSigDesc(4, slotRootParameter, 0, nullptr,
D3D12_ROOT_SIGNATURE_FLAG_ALLOW_INPUT_ASSEMBLER_INPUT_LAYOUT);
7.6.6、根参数的版本控制
略
