第十八章 · 动态状态 (Dynamic State)

18.1 动态状态概述

动态状态 = 渲染时动态改变的参数（无需重建 Pipeline）

传统 Pipeline:
  所有状态在 Pipeline 创建时固化
  改变 → 重建 Pipeline（成本高！）

动态状态:
  Pipeline 创建时声明"这些状态是动态的"
  渲染时直接设置（零成本！）

18.2 支持的动态状态

动态状态	Pipeline 中的默认值	动态设置方式
VIEWPORT	Viewport	vkCmdSetViewport()
SCISSOR	Rect2D	vkCmdSetScissor()
LINE_WIDTH	float	vkCmdSetLineWidth()
DEPTH_BIAS	DepthBiasState	vkCmdSetDepthBias()
BLEND_CONSTANTS	float[4]	vkCmdSetBlendConstants()
DEPTH_BOUNDS	float	vkCmdSetDepthBounds()
STENCIL_COMPARE_MASK	uint32	vkCmdSetStencilCompareMask()
STENCIL_WRITE_MASK	uint32	vkCmdSetStencilWriteMask()
STENCIL_REFERENCE	uint32	vkCmdSetStencilReference()
DYNAMIC_SAMPLE_LOCATIONS	SampleLocation	vkCmdSetSampleLocations()

18.3 启用动态状态

18.3.1 Pipeline 创建时声明

import vkbottle

# 在 Pipeline 创建时声明哪些状态是动态的
pipeline_create_info = vkbottle.GraphicsPipelineCreateInfo(
    # ... 其他状态 ...
    pDynamicStates=[
        vkbottle.DynamicState.VIEWPORT,
        vkbottle.DynamicState.SCISSOR,
        vkbottle.DynamicState.LINE_WIDTH,
        vkbottle.DynamicState.DEPTH_BIAS,
        vkbottle.DynamicState.BLEND_CONSTANTS,
    ],
)
graphics_pipeline = device.create_graphics_pipelines(None, [pipeline_create_info])[0]

18.3.2 渲染时设置

# 在渲染循环中动态设置
command_buffer.set_viewport(
    firstViewport=0,
    viewports=[
        vkbottle.Viewport(
            x=0.0,
            y=0.0,
            width=viewport_width,   # 动态宽度
            height=viewport_height,  # 动态高度
            minDepth=0.0,
            maxDepth=1.0,
        ),
    ],
)

command_buffer.set_scissor(
    firstScissor=0,
    scissors=[
        vkbottle.Rect2D(
            offset=(x_offset, y_offset),  # 动态偏移
            extent=(width, height),
        ),
    ],
)

command_buffer.set_line_width(2.0)  # 动态线宽
command_buffer.set_depth_bias(1.0, 0.0, 0.0)  # 动态深度偏置
command_buffer.set_blend_constants([0.5, 0.5, 0.5, 1.0])  # 动态混合
command_buffer.set_depth_bounds(0.0, 1.0)  # 动态深度范围

18.4 动态状态 vs 静态状态

特性	动态状态	静态状态
性能	⚡ 快（运行时设置）	中等（Pipeline 固化）
灵活性	高（每帧可改）	低（需重建 Pipeline）
Pipeline 创建成本	中等	中等
渲染开销	零	零
适用场景	视口/裁剪区变化	固定状态
推荐	视口、裁剪、线宽	拓扑、光栅、混合等

18.5 动态状态速查

动态状态	用途
VIEWPORT	视口尺寸/位置
SCISSOR	裁剪区域
LINE_WIDTH	线宽
DEPTH_BIAS	深度偏置
BLEND_CONSTANTS	混合常数
DEPTH_BOUNDS	深度范围
STENCIL_COMPARE_MASK	模板比较掩码
STENCIL_WRITE_MASK	模板写入掩码
STENCIL_REFERENCE	模板参考值
DYNAMIC_SAMPLE_LOCATIONS	采样位置（MSAA）

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