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Architecture UBO de post-traitement

Ce document décrit l'architecture des Uniform Buffer Objects (UBOs) pour les effets de post-traitement.

Vue d'ensemble

Tous les paramètres de post-traitement sont regroupés dans un seul UBO PostProcessUBO pour minimiser les appels de liaison et améliorer la cohérence entre les passes de shaders.

Layout std140

Le layout std140 garantit une correspondance exacte entre la structure C et le bloc GLSL, mais impose des règles d'alignement strictes.

Le piège « Array vs Scalar »

En std140, chaque élément d'un tableau est aligné sur 16 octets (la taille d'un vec4), même si c'est un float :

// GLSL std140 — ATTENTION
layout(std140) uniform PostProcess {
    float values[4];  // Occupe 4 × 16 = 64 octets (!), pas 4 × 4 = 16
    vec4  colors[4];  // Occupe 4 × 16 = 64 octets (normal)
};

Structure C correspondante

// Structure C correcte pour std140 avec tableau de floats
typedef struct {
    // Chaque float doit être dans un vec4 pour l'alignement std140
    vec4 values; // 4 floats dans un vec4 au lieu d'un tableau float[4]
    vec4 colors[4];
} PostProcessUBO;

Règle : En std140, préférer les vec4 aux tableaux de scalaires.

Bloc GLSL

layout(std140, binding = 0) uniform PostProcess {
    // Exposition
    float u_ev_manual;
    float u_auto_exposure;
    float u_adaptation_speed;
    float _pad0;

    // Tonemapping
    float u_tonemap_mode;
    float u_bloom_intensity;
    float u_bloom_threshold;
    float _pad1;

    // Effets cinématiques
    float u_fog_density;
    float u_grain_strength;
    float u_vignette_strength;
    float _pad2;

    vec4  u_fog_color;
} pp;

Ajout d'un nouveau paramètre

Pour ajouter un paramètre au système de post-traitement :

1. Mettre à jour la structure C (include/postprocess.h)

typedef struct {
    // ... paramètres existants ...

    // Nouveau paramètre
    float new_effect_strength;
    float _pad_new[3]; // Aligner sur 16 octets si nécessaire
} PostProcessUBO;

2. Mettre à jour le bloc GLSL (shaders/postprocess/common.glsl)

layout(std140, binding = 0) uniform PostProcess {
    // ... uniforms existants ...
    float u_new_effect_strength;
    float _pad_new[3];
} pp;

3. Utiliser dans le shader

// Utiliser via le préfixe pp.
float effect = pp.u_new_effect_strength;

4. Mettre à jour depuis le CPU

app->postprocess.ubo_data.new_effect_strength = value;
glBufferSubData(GL_UNIFORM_BUFFER, 0, sizeof(PostProcessUBO),
                &app->postprocess.ubo_data);

Validation de l'alignement

Un test compile-time vérifie que la structure C correspond exactement au layout GLSL attendu :

_Static_assert(offsetof(PostProcessUBO, fog_color) == 48,
               "PostProcessUBO layout mismatch");
_Static_assert(sizeof(PostProcessUBO) % 16 == 0,
               "PostProcessUBO size must be multiple of 16");

Voir aussi