使用独立命令缓冲区处理交换链图像布局转换的Vulkan异常问题

问题核心原因 #

• **跨命令缓冲区的同步配置错误
  你将布局转换和渲染命令拆分到两个独立命令缓冲区提交时，没有配置正确的执行同步依赖：

1. 渲染前的布局转换命令缓冲区提交后，渲染命令缓冲区没有等待转换操作完全完成就开始执行渲染逻辑，此时交换链图像还未完成到VK_IMAGE_LAYOUT_COLOR_ATTACHMENT_OPTIMAL的布局转换，验证层检测到渲染目标布局不匹配，所以报错触发在渲染命令缓冲区提交步骤。
2. 渲染完成后转换到VK_IMAGE_LAYOUT_PRESENT_SRC_KHR的命令缓冲区，没有等待渲染命令缓冲区的颜色附件写入操作完成就执行，导致布局转换提前执行，渲染写入操作访问到正在转换中的图像，触发第二条验证层报错。
   当你把屏障放到同一个渲染命令缓冲区内录制时，命令在同一个缓冲内按录制顺序执行，屏障天然对后续同缓冲内的渲染命令产生约束，所以不会出现同步问题。

• **布局转换屏障的阶段/访问掩码配置错误
  单独提交的布局转换屏障的dstStageMask没有正确设置为VK_PIPELINE_STAGE_COLOR_ATTACHMENT_OUTPUT_BIT，而是错误设置为VK_PIPELINE_STAGE_TOP_OF_PIPE_BIT等靠前阶段，导致屏障无法正确阻塞后续渲染命令的颜色附件访问操作，即使命令缓冲区按提交顺序执行，验证层依然会检测到布局未就绪。
• **每帧布局转换的旧布局参数错误
  上一帧结束已经将交换链图像转换为VK_IMAGE_LAYOUT_PRESENT_SRC_KHR，但每帧开头的转换屏障oldLayout错误填写为VK_IMAGE_LAYOUT_COLOR_ATTACHMENT_OPTIMAL，验证层检测到布局状态不匹配，触发报错。

修复方案 #

• 两次独立命令缓冲区提交时添加正确同步：

1. 提交渲染前转换命令缓冲区时输出一个信号量，渲染命令缓冲区提交时等待该信号量，等待阶段设置为VK_PIPELINE_STAGE_COLOR_ATTACHMENT_OUTPUT_BIT
2. 提交渲染命令缓冲区时输出一个信号量，提交渲染后转换命令缓冲区时等待该信号量，等待阶段设置为VK_PIPELINE_STAGE_COLOR_ATTACHMENT_OUTPUT_BIT

• 调整布局转换屏障的阶段和访问掩码：
  渲染前转换屏障srcStageMask设置为VK_PIPELINE_STAGE_TOP_OF_PIPE_BIT，dstStageMask设置为VK_PIPELINE_STAGE_COLOR_ATTACHMENT_OUTPUT_BIT，srcAccessMask为0，dstAccessMask为VK_ACCESS_COLOR_ATTACHMENT_WRITE_BIT；渲染后转换屏障srcStageMask设置为VK_PIPELINE_STAGE_COLOR_ATTACHMENT_OUTPUT_BIT，dstStageMask设置为VK_PIPELINE_STAGE_BOTTOM_OF_PIPE_BIT，srcAccessMask设置为VK_ACCESS_COLOR_ATTACHMENT_WRITE_BIT，dstAccessMask为0。
• 修正每帧开头转换屏障的oldLayout为VK_IMAGE_LAYOUT_PRESENT_SRC_KHR，保证和上一帧结束的布局状态一致。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者wangsy