local_shadertoy1

Локальный Shadertoy 1

Зависимости: shadertoy1.

В данном задании вам предстоит познакомится с написанием приложений при помощи Vulkan.

Однако чтобы отрисовать даже один одинокий треугольник "с нуля" на Вулкане требуется не один день разбираться с горой разных абстракций и движущихся частей API. Сложилась такая ситуация потому, что Vulkan разрабатывался для написания промышленных игровых движок, а не маленьких учебных приложений. Для решения этой дилеммы мы будем использовать библиотеку, упрощающую работу с Вулканом, Etna. Более того, в папке задания вам предоставлена простая заготовка, инициализирующая все необходимые библиотеки и подсистемы.

Перед началом

1. Внимательно прочитайте данный файл до конца.
2. Ознакомьтесь с уже написанной заготовкой, прочитайте комментарии. Понимать как она работает на 100% не требуется.
3. Вспомните материал лекций и семинаров.

Задание

Наша цель — заставить ваш код из домашки shadertoy 1 запускаться локально на вулкане. Но, в отличии от shadertoy, мы будем пользоваться не фрагментным шейдером, а вычислительным. Это наложит на нас некоторые ограничения: мы не сможем записывать результат шейдера прямо в так называемый бэкбуфер, а точнее текущую картинку свопчейна. Вместо этого предлагается создать новую картинку (etna::Image) и записывать в неё результаты вычислительного шейдера при помощи storage images. Обратите внимание, что storage image -- это не свойство самого изображения, а лишь способ забиндить почти произвольное изображение в шейдер и писать в него по произвольным координатам из произвольного треда. Сам вычислительный шейдер необходимо запускать с достаточным количеством тредов чтобы цвет каждого пикселя вычислялся отдельным тредом. После же мы просто "скопируем" наше изображение в бэкбуфер при помощи операции blit.

Подробности того, как именно загружать шейдера и биндить изображения, предлагается узнать самостоятельно из семплов shadowmap и simple_compute.

Итак, по пунктам:

1. Загрузите шейдер toy.comp и создайте compute pipeline для его запуска.
2. Создайте новое изображение для записи результата шейдера.
3. Забиндите изображение в шейдер и запустите его с достаточным количеством тредов.
4. Сделайте blit из вашего нового изображения в изображение свопчейна. Разберитесь, в чём отличие команд blit и copy.
5. Не забудьте расставить etna::set_state и etna::flush_barriers для приведения обоих изображений в корректное состояние на момент выполнения dispatch и blit.
6. Замените тестовый код в toy.comp на ваш шейдер из задания shadertoy1 и добейтесь того, чтобы он работал. Обратите внимание, что доступа к позиции мышки, текущему времени и другим дополнительным координатам "из коробки" в отличии от shadertoy нет. В базовом виде достаточно "заткнуть" эти значения константами.

Бонусный уровень

После выполнения всех пунктов выше вы можете заметить, что функционала в нашей игрушечной версии shadertoy сильно меньше чем в настоящей. В качестве бонуса предлагается восстановить недостающий функционал. Не забывайте заглядывать в семпл shadowmap за примерами и вдохновением.

1. Добавьте возможность перезагружать шейдера по нажатию кнопки без перезапуска приложения.
2. Прокиньте в шейдер различные дополнительные числовые параметры: разрешение, текущее время, координаты мышки. Для этого используйте либо юниформ-буферы, либо пуш-константы.

Полезные материалы

1. https://docs.vulkan.org/spec/latest/index.html — единый ресурс всего про Vulkan (документация, туториалы, гайды)
2. https://www.khronos.org/opengl/wiki/OpenGL_Shading_Language — справочник по языку GLSL