C++ 在Direct3D中将世界、视图和投影矩阵传递给着色器

我正在浏览DirectX上的所有MS教程，我注意到它们总是将世界、视图和投影矩阵传递给该技术，然后在顶点着色器中将它们相乘

是否有理由这样做，而不是在绘制之前将矩阵相乘，然后将单个WVP矩阵传递给着色器？这样矩阵就可以每帧相乘一次，而不是每顶点相乘一次，对吗

提前谢谢

编辑：使用示例代码更新

MS教程：

matrix World;
matrix View;
matrix Projection;

struct VS_INPUT
{
    float4 Pos : POSITION;
    float4 Color : COLOR;
};

struct VS_OUTPUT
{
    float4 Pos : SV_POSITION;
    float4 Color : COLOR;
};

PS_INPUT VS( VS_INPUT input )
{
    VS_OUTPUT output;
    output.Pos = mul( input.Pos, World );
    output.Pos = mul( output.Pos, View );
    output.Pos = mul( output.Pos, Projection );
    output.Color = input.Color;

    return output;
}

为什么不这样做：

matrix WVP;

struct VS_INPUT
{
    float4 Pos : POSITION;
    float4 Color : COLOR;
};

struct VS_OUTPUT
{
    float4 Pos : SV_POSITION;
    float4 Color : COLOR;
};

PS_INPUT VS( VS_INPUT input )
{
    VS_OUTPUT output;
    output.Pos = mul( input.Pos, WVP );  
    output.Color = input.Color;

    return output;
}

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我认为每一个矩阵在每一帧中都会发生变化。除非您以相同的方式查看某些对象，否则如果您以其他角度或坐标放置相机视图以观察世界/对象，视图可能会更改。

因为每个对象的世界矩阵都会更改。如果将WVP矩阵传递给着色器，则每次重新绘制时都必须更改该矩阵-效率非常低，而且在CPU上进行乘法运算也非常缓慢。另一方面，您可以在硬件实例缓冲区中一次性将所有世界矩阵发送到GPU，然后在GPU上将它们全部相乘，这在现代GPU的规模上根本算不上什么，然后发出一个Draw调用

简而言之，当添加硬件实例时，在着色器中执行该操作的效率要高得多

这样，矩阵将每帧相乘一次，而不是 每个顶点一次，对吗

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术语“每帧”在这里没有意义，为什么我们称它为顶点着色器？因为这是逐顶点过程，所以无论在何处将3个矩阵乘以单个矩阵（着色器外部或内部），在绘制之前，每个顶点都应应用于该单个矩阵。对于这类任务，如向量/矩阵计算和其他图形处理，GPU是一个更好的选择。

在本例中，您建议将世界、视图和投影矩阵预乘是有意义的，而且会更有效。对于这个简单的示例，我不确定教程为什么要将它们分开

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有时，将它们分开（或将世界矩阵分开并使用组合视图投影矩阵）是有意义的。例如，有时您可能希望在世界空间而不是对象空间中进行照明，以便在顶点着色器中访问世界空间顶点位置。如果您正在进行某种实例化，您可能希望像DeadMG所指出的那样保持世界空间矩阵的分离。在许多情况下，您可能希望按照您的建议将它们组合起来。

那么，您是说在CPU上每帧将这三个矩阵相乘一次的效率低于在GPU上每顶点相乘一次（因此每帧可能有数千次）？无论如何，CPU上的世界矩阵每帧都会更新一次。什么？不可以。你在GPU上传递每个实例的世界矩阵，在CPU上乘以VP矩阵一次，然后在GPU上乘以世界和VP。顶点总是只在第一种情况下相乘三次，在第二种情况下相乘一次。我在问题中添加了示例代码。我想我最初误解了你，我以为你说的是顶点和矩阵乘法，实际上，你指的只是矩阵乘法。对不起。