一、3D幾何體與深度問題
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Z坐標引入
將2D幾何體擴展為3D時，需在Vertex結構體中添加glm::vec3 pos表示三維位置，并更新頂點輸入描述符格式為VK_FORMAT_R32G32B32_SFLOAT。頂點著色器需接收3D坐標并通過模型-視圖-投影矩陣轉換為裁剪坐標。 -
深度沖突問題
當多個3D幾何體未按深度排序時，后繪制的片段會覆蓋先繪制的片段（如兩個正方形因索引順序導致顯示錯亂）。解決方案包括：- 按從后到前順序排序繪制調用（適用于透明對象）
- 使用深度測試和深度緩沖（更常用的方案）
二、深度緩沖實現
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深度圖像與視圖創建
- 深度附件基于圖像，需手動創建圖像、分配內存和視圖。
- 支持格式：
VK_FORMAT_D32_SFLOAT（32位浮點深度）VK_FORMAT_D32_SFLOAT_S8_UINT（32位浮點深度+8位模板分量）VK_FORMAT_D24_UNORM_S8_UINT（24位深度+8位模板分量）
(模板分量用于 模板測試：與深度測試結合使用的附加測試。)
- 通過
findSupportedFormat函數查詢設備支持的深度格式，優先選擇包含深度模板附件功能的格式。
VkFormat findSupportedFormat(const std::vector<VkFormat>& candidates, VkImageTiling tiling, VkFormatFeatureFlags features) {for (VkFormat format : candidates) {VkFormatProperties props;vkGetPhysicalDeviceFormatProperties(physicalDevice, format, &props);if (tiling == VK_IMAGE_TILING_LINEAR && (props.linearTilingFeatures & features) == features) {return format;} else if (tiling == VK_IMAGE_TILING_OPTIMAL && (props.optimalTilingFeatures & features) == features) {return format;}}throw std::runtime_error("沒找到支持的格式!");} -
圖像布局轉換
- 深度圖像需從
VK_IMAGE_LAYOUT_UNDEFINED轉換為VK_IMAGE_LAYOUT_DEPTH_STENCIL_ATTACHMENT_OPTIMAL。 - 轉換時需處理模板分量（若存在），并設置正確的訪問掩碼和管線階段。
- 深度圖像需從
三、渲染通道與幀緩沖區配置
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渲染通道修改
- 添加深度附件描述：設置
loadOp為VK_ATTACHMENT_LOAD_OP_CLEAR，finalLayout為深度附件最優布局。 - 子通道引用深度附件，通過
pDepthStencilAttachment字段綁定。 - 子通道依賴關系需包含深度測試相關的管線階段（如
VK_PIPELINE_STAGE_EARLY_FRAGMENT_TESTS_BIT）。
- 添加深度附件描述：設置
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幀緩沖區更新
- 每個幀緩沖區需包含顏色附件和深度附件視圖，確保深度圖像與交換鏈圖像分辨率一致。
四、深度測試狀態配置
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深度模板狀態結構體
depthTestEnable：啟用深度測試，比較新片段與深度緩沖的深度值。depthWriteEnable：允許通過測試的片段更新深度緩沖。depthCompareOp：設置比較操作（如VK_COMPARE_OP_LESS，表示深度值更小的片段更近）。
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清除值設置
- 深度緩沖初始清除值設為1.0（代表最遠深度），通過
VkClearValue數組同時指定顏色和深度清除值。
- 深度緩沖初始清除值設為1.0（代表最遠深度），通過
五、窗口大小調整處理
- 資源重建邏輯
- 在
recreateSwapChain函數中，窗口大小變化時重新創建深度資源（圖像、視圖、幀緩沖區）。 - 清理舊資源時需釋放深度圖像內存和視圖。
- 在
六、關鍵代碼要點
- GLM投影矩陣配置：使用
GLM_FORCE_DEPTH_ZERO_TO_ONE宏確保生成Vulkan兼容的0.0-1.0深度范圍。 - 模板分量處理：若格式包含模板分量（如
D24_UNORM_S8_UINT），布局轉換和渲染通道需同時處理深度和模板方面。 - 管線階段依賴：深度測試發生在
VK_PIPELINE_STAGE_EARLY_FRAGMENT_TESTS_BIT，深度寫入在VK_PIPELINE_STAGE_LATE_FRAGMENT_TESTS_BIT。
通過上述步驟，可在Vulkan中實現正確的深度緩沖機制，解決3D幾何體的渲染順序問題，確保場景深度關系準確。
七、主要代碼更新
- VkContext 新增成員
struct VkContext {...VkImage depthImage;VkDeviceMemory depthImageMemory;VkImageView depthImageView;
}- 新增深度資源創建函數
void createDepthResources(VkContext* vkcontext) {VkFormat depthFormat = findDepthFormat(vkcontext->physicalDevice);createImage(vkcontext->physicalDevice,vkcontext->device,vkcontext->swapChainExtent.width,vkcontext->swapChainExtent.height,depthFormat,VK_IMAGE_TILING_OPTIMAL,VK_IMAGE_USAGE_DEPTH_STENCIL_ATTACHMENT_BIT,VK_MEMORY_PROPERTY_DEVICE_LOCAL_BIT,vkcontext->depthImage,vkcontext->depthImageMemory);vkcontext->depthImageView =createImageView(vkcontext->depthImage, depthFormat, VK_IMAGE_ASPECT_DEPTH_BIT, vkcontext->device);}在 vkInit 函數中調用
// 創建命令池
{...
}// 創建深度資源
createDepthResources(vkcontext);// 創建幀緩沖
...在重建交換鏈函數中調用
void recreateSwapChain(VkContext* vkcontext) {int width = 0, height = 0;glfwGetFramebufferSize(vkcontext->window, &width, &height);while (width == 0 || height == 0) {glfwGetFramebufferSize(vkcontext->window, &width, &height);glfwWaitEvents();}vkDeviceWaitIdle(vkcontext->device);cleanupSwapChain(vkcontext);createSwapChain(vkcontext);createImageViews(vkcontext);createDepthResources(vkcontext); // 創建深度資源createFramebuffers(vkcontext);}重新構建項目運行效果：
當前代碼分支：10_depth_buffer
)
－STOWRS)
