[DirectX 12] #2-6. Index Buffer

들어가며

DX에서 3D 모델을 사용할 때, 같은 객체를 여러 번 생성한다고 해서 매번 메쉬 정보를 다시 로드하지 않는다. 한 번 로드된 메쉬 데이터를 여러 객체가 공유하여 성능을 최적화한다.

이전 코드에서는 다음과 같은 방식으로 렌더링했다.

1. Mesh를 생성할 때 정점 정보를 저장
2. vertex buffer를 생성하고 vertex buffer view를 생성
3. Input Assembler에 vertex buffer view 전달
4. 쉐이더에서 정점 정보를 받아 연산 수행
5. 삼각형 단위로 화면에 렌더링

이번 수업에서는 vertex buffer와 index buffer를 함께 사용해서 Input Assembler에 전달하여 사각형을 렌더링 하는 방법을 배운다.

---

사각형 그리기

vertex buffer만 사용해서 사각형을 그리는 방식과 vertex buffer + index buffer를 사용해 사각형을 그리는 방식을 코드로 구현해보자.

---

vertex buffer only

vertex buffer만 사용할 경우, 사각형을 두 개의 삼각형으로 나눠 총 6개의 정점을 저장해야 한다.

 

• 정점 데이터 수정 (Clinet 프로젝트의 Game::Init())
  • 정점 데이터 6개 ```cpp vector vec(6); vec[0].pos = Vec3(-0.5f, 0.5f, 0.5f); vec[0].color = Vec4(1.f, 0.f, 0.f, 1.f); vec[1].pos = Vec3(0.5f, 0.5f, 0.5f); vec[1].color = Vec4(0.f, 1.f, 0.f, 1.f); vec[2].pos = Vec3(0.5f, -0.5f, 0.5f); vec[2].color = Vec4(0.f, 0.f, 1.f, 1.f);

vec[3].pos = Vec3(0.5f, -0.5f, 0.5f); vec[3].color = Vec4(0.f, 0.f, 1.f, 1.f); vec[4].pos = Vec3(-0.5f, -0.5f, 0.5f); vec[4].color = Vec4(0.f, 1.f, 0.f, 1.f); vec[5].pos = Vec3(-0.5f, 0.5f, 0.5f); vec[5].color = Vec4(1.f, 0.f, 0.f, 1.f);

mesh->Init(vec);

---

• 결과
  • 6개의 정점을 사용하여 삼각형 두 개가 생성됐고, 사각형이 출력 됐다.
• 문제점
  • 중복된 정점이 있어 메모리의 낭비가 발생한다.
  • index buffer를 사용하면 정점 데이터 낭비를 줄일 수 있다.

---

vertex buffer + index buffer

index buffer에는 정점을 그리는 순서를 저장하고, vertex buffer에는 정점의 정보를 저장하여 정점 정보가 중복 저장되는 문제점을 해결할 수 있다.

 

• 정점 데이터 수정 (Clinet 프로젝트의 Game::Init())
  • vertex 데이터 4개

      vector<Vertex> vec(4);
      vec[0].pos = Vec3(-0.5f, 0.5f, 0.5f);
      vec[0].color = Vec4(1.f, 0.f, 0.f, 1.f);
      vec[1].pos = Vec3(0.5f, 0.5f, 0.5f);
      vec[1].color = Vec4(0.f, 1.f, 0.f, 1.f);
      vec[2].pos = Vec3(0.5f, -0.5f, 0.5f);
      vec[2].color = Vec4(0.f, 0.f, 1.f, 1.f);
      vec[3].pos = Vec3(-0.5f, -0.5f, 0.5f);
      vec[3].color = Vec4(0.f, 1.f, 0.f, 1.f);
    

  • index 데이터

      vector<uint32> indexVec;
      indexVec.push_back(0); indexVec.push_back(1); indexVec.push_back(2);
      indexVec.push_back(0); indexVec.push_back(2); indexVec.push_back(3);
    

 

• Mesh 클래스 수정
  • index buffer 지원을 위해 index buffer 관련 멤버 변수를 추가한다.

      ComPtr<ID3D12Resource>		_indexBuffer;
      D3D12_INDEX_BUFFER_VIEW		_indexBufferView;
      uint32 _indexCount = 0;
    

  • index buffer를 생성하는 Mesh::CreateIndexBuffer()를 생성한다.

      _indexCount = static_cast<uint32>(buffer.size());
      uint32 bufferSize = _indexCount * sizeof(uint32);
    
      D3D12_HEAP_PROPERTIES heapProperty = CD3DX12_HEAP_PROPERTIES(D3D12_HEAP_TYPE_UPLOAD);
      D3D12_RESOURCE_DESC desc = CD3DX12_RESOURCE_DESC::Buffer(bufferSize);
    
      DEVICE->CreateCommittedResource(
          &heapProperty,
          D3D12_HEAP_FLAG_NONE,
          &desc,
          D3D12_RESOURCE_STATE_GENERIC_READ,
          nullptr,
          IID_PPV_ARGS(&_indexBuffer));
    
      void* indexDataBuffer = nullptr;
      CD3DX12_RANGE readRange(0, 0);
      _indexBuffer->Map(0, &readRange, &indexDataBuffer);
      ::memcpy(indexDataBuffer, &buffer[0], bufferSize);
      _indexBuffer->Unmap(0, nullptr);
    
      _indexBufferView.BufferLocation = _indexBuffer->GetGPUVirtualAddress();
      _indexBufferView.Format = DXGI_FORMAT_R32_UINT;
      _indexBufferView.SizeInBytes = bufferSize;
    

  • 기존의 Mesh::Init() 수정
    • 기존의 코드는 CreateVertexBuffer()로 바꾼다.
    • CreateVertexBuffer()와 CreateIndexBuffer()를 호출한다.
  • Mesh::Render() 수정

      CMD_LIST->IASetIndexBuffer(&_indexBufferView);
      CMD_LIST->DrawIndexedInstanced(_indexCount, 1, 0, 0, 0);
    

• 결과
  • 똑같은 사각형이 출력되지만, 정점을 그리는 방식에 차이가 있다.

 

• 차이점
  • vertex buffer만 사용할 경우
    • 정점이 6개 필요하다.
    • 중복된 점으로 메모리가 낭비된다.
  • vertex buffer와 index buffer를 같이 사용한 경우
    • 정점이 4개 필요하다.
    • 메모리를 절약해 렌더링할 수 있다.
    • 고퀄리티 3D 모델을 다룰 때 큰 성능 차이를 보인다.

---

Index Buffer 커밋

---

마치며

이번 시간에 배운 것

• vertex buffer만 사용해서 삼각형을 그리는 방법
• vertex buffer와 index buffer를 사용하여 효율적으로 렌더링하는 방법

---

출처 인프런 Rookiss님 게임 수학과 DirectX12