C++ 一个常量缓冲区可以用于多个对象吗？

我是Direct3D 11的新手，在理解如何基于每个对象更新常量（和其他缓冲区）时遇到一些困难。我有一些简单的代码，我试图让两个四边形画在屏幕上，但位置不同。这是我用来画它们的代码

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void QuadShape::UpdateBuffers(ID3D11DeviceContext* pContext)
{
  // We need to know about our verts + set the constant buffers...
  // NOTE: We only really need to do this when the buffer data actually changes...
  XMMATRIX translate = XMMatrixTranspose(XMMatrixTranslation(X, Y, 0));
  XMStoreFloat4x4(&ConstData.World, translate);

  D3D11_MAPPED_SUBRESOURCE mappedResource;
    ZeroMemory(&mappedResource, sizeof(D3D11_MAPPED_SUBRESOURCE));

  pContext->Map(ConstBuf, 0, D3D11_MAP_WRITE_DISCARD, 0, &mappedResource);
  memcpy(mappedResource.pData, &ConstData, sizeof(ObjectConstBuffer));
  pContext->Unmap(ConstBuf, 0);

}

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void QuadShape::Draw(ID3D11DeviceContext* pContext)
{
  UpdateBuffers(pContext);
  pContext->DrawIndexed(_VertCount, _StartVert, 0);
}

您可以看到，我正在根据对象的当前X/Y位置计算平移矩阵，并将其映射到对象的常量缓冲区，表示为“ConstBuf”。我遇到的问题来自这样一个事实，即所有四边形最终都在同一位置绘制，尽管我已经验证了为每个四边形计算的矩阵确实不同，并且缓冲区确实是动态的

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我猜想正在发生的是，映射的资源只是被最后一个矩阵所覆盖，但我认为MAP\u WRITE\u DISCARD应该可以避免这种情况。我很困惑，我如何才能为每个对象使用不同的常量缓冲区，并使它们显示在不同的位置？

您需要更新着色器中的常量缓冲区。在

UpdateBuffers

方法的末尾添加：

pContext->VSSetConstantBuffers(0, 1, ConstBuf);

还要确保缓冲区是16字节对齐的：

性能损失可能没有您想象的那么大，特别是与您在每帧基础上执行的其他昂贵操作相比（出于好奇，我将实际测试它并让您知道结果），这是非常标准的操作方式。如果你不想相信我的话，请看一看Frank Luna的这篇文章，这篇文章很好地解释了常量缓冲区，并提供了处理它们的常用策略：

如果您真的担心在每个对象的基础上调用

*SetConstantBuffers

（例如，您有许多独立移动的对象），那么您可以每帧绑定一次，然后为每个对象使用指向绑定缓冲区的指针

一种方法是使用

着色器

类来封装所有着色器相关资源以及绘制对象，因此在我的主要更新方法中，我会调用

着色器：：bindBuffers（）

一次，然后为每个对象及其参数（包括矩阵）调用

着色器：：Render（Object*）

。在

Shader:：Render（）

内部，我使用之前绑定的缓冲区，并使用map/unmap等更新它们

另一种方法是让对象像您一样绘制自己，但将一个指向常量缓冲区（存储为调用类的成员）的指针传递给render方法（在您的例子中是so

UpdateBuffers

）。您可以在Microsoft提供的此示例中看到类似的方法：

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然而，这些都是优化，您通常不应该过早地担心它们。

您应该根据更新频率对常量缓冲区进行分组，因此如果您有每个对象更改的一些数据，请将其放在一个常量缓冲区中。如果有其他数据（如投影矩阵）只有在调整窗口大小时才会更改，请将其放入另一个常量缓冲区中

例如，定义两个这样的缓冲区：

struct CBPerObject
{
    XMMATRIX mWorld;    // world matrix
};

struct CBChangeOnResize
{
    XMMATRIX mProjection;     // projection matrix
};

然后创建常量缓冲区，并在成员变量中保留对它们的引用：

CComPtr<ID3D11Buffer> m_pCBPerObject;        // dx11 constant buffer (per object)
CComPtr<ID3D11Buffer> m_pCBChangeOnResize;   // dx11 constant buffer (change on resize)

现在，您可以在初始化期间仅绑定它们一次（假设布局不会更改）：

您可能也需要绑定到像素着色器，但请改用

PSSetConstantBuffers

现在，您只需要在需要时更新常量缓冲区。例如，调整窗口大小时：

void CMyClass::OnSize()
{
    // update projection matrix
    CBChangeOnResize cbBuffer;

    // calculate the projection matrix - for example:
    XMMATRIX mProjection = XMMatrixOrthographicOffCenterLH(fLeft, fRight, fBottom, 
                                                           fTop, 0.1f, 1000.0f);
    cbBuffer.mProjection = XMMatrixTranspose(mProjection);

    // update the constant buffer
    pContext->UpdateSubresource(m_pCBChangeOnResize, 0, nullptr, &cbBuffer, 0, 0);
}

类似地，绘制时，更新每个对象的世界矩阵：

void CMyClass::DrawScene()
{
    // draw the complete scene
    CBPerObject cbBuffer;

    // ... clear render target etc. 

    // for each object ... 
    {
        cbBuffer.mWorld = XMLoadFloat4x4(pObject->GetWorld());

        // update cb and draw object
        pContext->UpdateSubresource(m_pCBPerObject, 0, nullptr, &cbBuffer, 0, 0);
        pContext->DrawIndexed(6, 0, 0);
    }

    // ... etc.
}

因此，除非布局发生更改，否则无需重新绑定常量缓冲区，并且您可以使用

UpdateSubresource

而不是

Map

/

Unmap

，如我上面所示

在顶点（像素）着色器中，根据绑定常量缓冲区的插槽定义常量缓冲区：

cbuffer cbPerObject : register (b0)
{
    matrix mWorld;
};

cbuffer cbChangeOnResize : register (b1)
{
    matrix mProjection;
};

在语法中：

register（b0）

和

register（b1）

在这种情况下，

b0

和

b1

引用提供给

VSSetConstantBuffers

的第一个参数，您必须为每个对象“更新绑定绘图”。伪代码：

foreach(object in objects)
{
   constantBuffer.update(object.position);
   device.bind(constantBuffer);
   device.draw();
}

您的代码缺少绑定调用

这样，对于N个对象，您得到了N个缓冲区更新、N个绑定和N个绘制调用，如果您有很多对象（您在驱动程序中花费了很多时间，有CPU-GPU同步点，内存带宽被冗余数据传输占用），则效率会非常低。不过，不必要的绑定调用可以通过适当的驱动程序实现来消除

更新
存在几种不同的方法，它们将内存和代码复杂性与运行时性能进行权衡。值得注意的是，有“批处理”和一系列技术，称为“几何体实例”：

一,批处理可以描述为在顶点缓冲区中合并所有对象的预变换顶点，而不是在着色器中变换它们。可以大大节省顶点着色器的时间，但如果对象的任何属性（例如位置）发生更改，则需要在CPU（！）上重新计算对象的所有顶点，并部分更新顶点缓冲区。因此，它最适用于静态对象（例如，不经常/根本不移动）和小对象（没有多少顶点需要更新）。通常用于绘制2D内容：精灵、GUI和文本。

二,硬件几何体实例。您需要额外的顶点缓冲区，它将存储实例属性而不是顶点属性（我们称之为实例缓冲区）。必须更改输入布局，添加每个实例属性。您可以在对象更改其属性时更新实例缓冲区，就像使用任何顶点缓冲区一样。您可以使用

DrawInstanced*（）

调用进行绘制。这是一种流行的技术，可以优化许多非常相似的动态对象（草、树叶、陨石、道路交通、足球场上的球迷等）的绘图。有几个高级技巧允许在eve应用它

cbuffer cbPerObject : register (b0)
{
    matrix mWorld;
};

cbuffer cbChangeOnResize : register (b1)
{
    matrix mProjection;
};

foreach(object in objects)
{
   constantBuffer.update(object.position);
   device.bind(constantBuffer);
   device.draw();
}