Выравнивание структур по стандарту std140, сторона процессора

Я полагаю, что это что-то среднее между вопросом на чистом C++ и вопросом OpenGL. У меня есть юниформ-буфер, и я выделяю в нем место размером sizeof(ShaderData) байт. Я использую макет std140 на стороне графического процессора в шейдере.

Согласно правилам std140, мне нужно добавить отступы в разных местах моей структуры, чтобы убедиться, что такие вещи, как векторы, выровнены правильно. Структура ниже является примером (для моего источника света):

struct ShaderData {

    float Light_Intensity;  
    float _pad1[3];    // align following vec3 on 4N boundary
    Math::Vec3f Light_Position;
    float _pad2;       // align following vec4 on 4N boundary
    Math::Colour4f Light_Ambient;
    Math::Colour4f Light_Diffuse;
    Math::Colour4f Light_Specular;    
    float Light_AttenuationMin;
    float Light_AttenuationMax;

} MyShaderData;

Это то, как люди обычно делают что-то в C++, или есть специальные ключевые слова или прагмы для выравнивания отдельных элементов структуры на стороне процессора, которые немного аккуратнее?


c++ opengl uniform
person Robinson    schedule 13.11.2013    source источник

Ответы (1)


arrow_upward
6
arrow_downward

Нет, таким образом вы просто теряете место. Вы должны найти оптимизированный макет в соответствии с правилами std140.

  • float требуется 4 байта, и он выровнен по 4 байтам
  • vec3 требуется 12 байтов, и он выровнен по 16 байтам
  • vec4 требуется 16 байт, и он выровнен по 16 байтам

Это означает, что вы можете найти лучший макет для своей структуры:

float Light_Intensity;          X
float _pad1[3];                  XXX
Math::Vec3f Light_Position;         XXX
float _pad2;                           X

Как видите, вы тратите впустую 4 байта, и что еще хуже, вы можете просто сделать что-то вроде:

Math::Vec3f Light_Position      XXX
float Light_Intensity;             X

Чтобы выровнять его и не тратить ни байта. Это работает, потому что vec3 будет выровнено по границам 16 байт, а float будет по-прежнему выровнено по границам 4 байт.

person Jack    schedule 13.11.2013
comment
Хорошо, правильно, я видел это минуту назад. Но в общем случае (а не в моем конкретном случае), как лучше всего добавить отступы? Существует ли всегда оптимизированный порядок, который не требует этого? Кажется маловероятным. - person Robinson; 13.11.2013
comment
AFAIK не существует стандартизированного способа определения заполнения обычным способом, который отличается от того, что вы делаете (фиктивные члены структуры). Есть несколько директив #pragma, связанных с выравниванием, но я не уверен, насколько они стандартны. gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc/Structure_002dPacking-Pragmas.html - person Jack; 13.11.2013
comment
Я думаю, вы должны пойти что-то вроде #pragma pack(push,16), чтобы установить выравнивание, а затем #pragma pack(pop), чтобы восстановить его после. - person Jack; 13.11.2013
comment
Хорошо, это выглядело бы довольно ужасно. Наверное, лучше просто подсунуть какой-нибудь float _pad и добавить комментарий о намерении. - person Robinson; 13.11.2013
comment
Вы можете использовать свой собственный макрос, например, PADDING(4) PADDING(16), если вам так удобнее, уж точно лучше, чем #pragma pack(push,16) - person Jack; 13.11.2013
comment
@Robinson Помимо вещей, специфичных для компилятора (например, __declspec(align(16)) в MSVC, __attribute__((aligned(16))) для gcc), C++11 имеет переносимый alignas(16) (хотя и не поддерживается всеми компиляторами), просто добавьте их перед соответствующими объявлениями членов: alignas(16) Math::Vec3f Light_Position. Изменение упаковки структур на 16 было бы слишком строгим для float, которым не требуется выравнивание по 16. - person Christian Rau; 13.11.2013
comment
Хорошо понял. Спасибо, Кристиан. - person Robinson; 13.11.2013