DirectX 12 - Descriptor & RootSignature

前言

筆者也是初入圖形學坑的菜鳥，並不是甚麼資深程序員。如果有錯誤之處，請指出，筆者會立刻進行修改。

接觸DirectX 12時，有很多覺得困惑的地方，其中便是Descriptor(View)與RootSignature的關係。筆者相信也有很多初學者有相同的疑問。所以借此篇博文，儘可能地解釋清楚兩者之間的關係。

Descriptor Heap & Descriptor & View

在說明RootSinature前，首先要理清Heap和Descriptor和View之間的關係。

Descriptor與View

在dx12中descriptor與View是等價的(請參閱這裏)。descriptor有

DSV (Depth Stencil View)
RTV (Render Target View)
SRV (Shader Resource View)
CBV (Constant Buffer View)
UAV (Unordered Access View)
Sampler

descriptor實際上是對buffer的描述，存儲了resource的地址以及大小。以CBV為例

D3D12_CONSTANT_BUFFER_VIEW_DESC cbvDesc;
cbvDesc.BufferLocation = cBuffer->GetGPUVirtualAddress ();
cbvDesc.SizeInBytes = objCBByteSize;
device->CreateConstantBufferView (&cbvDesc, cbvHeap->GetCPUDescriptorHandleForHeapStart ());

保存了constant_buffer的內存地址以及其大小。

Descriptor與Resource的關係

Descriptor Heap

Descriptor Heap是descriptor的堆。存放大量相同類型的descriptor。依然以CBV為例

D3D12_DESCRIPTOR_HEAP_DESC cbvHeapDesc;
cbvHeapDesc.NumDescriptors = 1;
cbvHeapDesc.NodeMask = 0;
cbvHeapDesc.Type = D3D12_DESCRIPTOR_HEAP_TYPE_CBV_SRV_UAV;
cbvHeapDesc.Flags = D3D12_DESCRIPTOR_HEAP_FLAG_SHADER_VISIBLE;
m_Device->CreateDescriptorHeap (&cbvHeapDesc, IID_PPV_ARGS (&m_CBVHeap));

這個Heap中保存一個Descriptor，其類型為CBV_SRV_UAV。

Descriptor Heap

Why descriptor?

正如在Descriptor與View小節中提到，descriptor是對buffer的一種描述。buffer就是一堆數據，而這些數據可以有不同的用途，由descriptor解釋。例如一buffer作為渲染目標時，被descriptor解釋為RTV。得到的貼圖buffer可以再被解釋為SRV，作為Shader的資源使用。

Descriptor與RootSignature

Shader是一個大函數

為了能簡單地理解RootSiangature，我們將Shader看作是一個大函數，而RootSiganture則是說明了Shader函數的參數格式。

參數的類型有三種

Descriptor Table : Descriptor數組
Root Descriptor : 單一Descriptor
Root Constant : 常數

即，程序員可以為Shader函數準備: descriptor的數組、單一的descriptor、常數項的參數。以Descriptor Table為例

D3D12_DESCRIPTOR_RANGE descTblRange = {};
descTblRange.NumDescriptors = 1;
descTblRange.RangeType = D3D12_DESCRIPTOR_RANGE_TYPE_CBV;
descTblRange.BaseShaderRegister = 0;
descTblRange.OffsetInDescriptorsFromTableStart = D3D12_DESCRIPTOR_RANGE_OFFSET_APPEND;

D3D12_ROOT_PARAMETER rootparam = {};
rootparam.ParameterType = D3D12_ROOT_PARAMETER_TYPE_DESCRIPTOR_TABLE;
rootparam.DescriptorTable.pDescriptorRanges = &descTblRange;
rootparam.DescriptorTable.NumDescriptorRanges = 1;
rootparam.ShaderVisibility = D3D12_SHADER_VISIBILITY_VERTEX;

D3D12_ROOT_SIGNATURE_DESC rootSigDesc = {};
rootSigDesc.Flags = D3D12_ROOT_SIGNATURE_FLAG_ALLOW_INPUT_ASSEMBLER_INPUT_LAYOUT;
rootSigDesc.pParameters = &rootparam;
rootSigDesc.NumParameters = 1;

// build rootsignature...

// draw...

ID3D12DescriptorHeap* descriptorHeaps[] = {cbvHeap.Get ()};
cmdList->SetGraphicsRootSignature (rootSignature.Get ());
cmdList->SetDescriptorHeaps (_countof (descriptorHeaps), descriptorHeaps);
cmdList->SetGraphicsRootDescriptorTable (0, cbvHeap->GetGPUDescriptorHandleForHeapStart ());

// draw...