使用查询系统测量片段着色器执行时间：需指定哪些管线阶段？

嘿，这个问题我刚好研究过，咱们来一步步拆解清楚～

要仅跟踪片段着色器的执行时间，你需要精准选择对应的管线阶段，配合正确的命令顺序来捕获片段着色器的开始和结束时间点：

核心管线阶段选择 #

你需要使用两个关键的管线阶段枚举值，分别对应片段着色器执行的起始前一刻和完成时刻：

• 第一个时间戳（片段着色器开始前）：指定VK_PIPELINE_STAGE_RASTERIZATION_BIT
  这个阶段是片段着色器的直接前置阶段，当光栅化完成后，片段着色器就会立即开始执行。用这个阶段作为时间戳的触发条件，能精准捕获片段着色器启动前的时间点。
• 第二个时间戳（片段着色器完成后）：指定VK_PIPELINE_STAGE_FRAGMENT_SHADER_BIT
  这个阶段就是片段着色器本身的执行阶段，当所有先前命令（也就是你的绘制命令）完成该阶段后，时间戳会被写入，对应片段着色器执行完毕的时间点。

正确的命令序列 #

要让时间戳准确工作，你需要按以下顺序组织命令：

// 1. 完成所有前置状态设置（绑定管线、视图port、资源等）
vkCmdBindPipeline(cmdBuf, VK_PIPELINE_BIND_POINT_GRAPHICS, yourPipeline);
vkCmdSetViewport(cmdBuf, ...);
// ... 其他必要的状态配置

// 2. 执行触发片段着色器的绘制命令
vkCmdDraw(cmdBuf, ...); // 这个命令会执行从顶点到片段的完整图形管线

// 3. 插入第一个时间戳：捕获光栅化完成（片段着色器即将开始）的时间
vkCmdWriteTimestamp(cmdBuf, VK_PIPELINE_STAGE_RASTERIZATION_BIT, yourQueryPool, 0);

// 4. 插入第二个时间戳：捕获片段着色器完成的时间
vkCmdWriteTimestamp(cmdBuf, VK_PIPELINE_STAGE_FRAGMENT_SHADER_BIT, yourQueryPool, 1);

后续获取并计算时间 #

当时间戳写入完成后，你可以通过vkGetQueryPoolResults接口从查询池中读取两个时间戳的值。然后用以下步骤计算实际执行时间：

1. 计算两个时间戳的差值：timestampDiff = timestamp1 - timestamp0
2. 使用物理设备的timestampPeriod（通过vkGetPhysicalDeviceProperties获取，单位为纳秒每时间戳单位）转换为实际时间：executionTimeNs = timestampDiff * physicalDeviceProperties.limits.timestampPeriod

注意事项 #

• 确保你的设备支持时间戳查询特性（VK_FEATURE_TIMESTAMP_QUERY_BIT），可以在设备创建前通过vkGetPhysicalDeviceFeatures检查。
• 查询池创建时，queryType必须设置为VK_QUERY_TYPE_TIMESTAMP，且queryCount至少为2。
• 部分GPU可能对管线阶段的支持有细微差异，建议先检查设备的pipelineStageProperties确认阶段是否支持时间戳查询。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Maik Klein