Порт редактора SimVulcan на Rust

Та же программа на ash + winit + egui: орбитальная камера, три плоскости сетки,
загрузка .obj, три режима отображения, единый проход динамического рендеринга с
глубинным вложением и submit через synchronization2. Шейдеры общие с C++-версией —
build.rs компилирует их из shaders/ и вшивает SPIR-V в бинарь.

Пять крейтов повторяют карту целей CMake, но инвариант «весь Vulkan в одном месте»
теперь проверяет компилятор: у simv-mesh и simv-editor нет ash в зависимостях.

Расхождения, вынужденные языком, а не вкусом:
 * App переехал в исполняемый крейт — в C++ граф целей цикличен (core владеет vk,
   vk принимает core::Window&), и держится это лишь на том, что simv_vk видит
   заголовки core, не линкуя цель; Cargo такой цикл отвергает;
 * состояние сцены возвращается из замыкания интерфейса, а не ставится сеттерами:
   замыкание вызывается из метода рендерера, трогать рендерер оттуда нельзя;
 * выгрузка меша на видеокарту уехала из середины записи кадра, где C++-версия
   зовёт vkDeviceWaitIdle уже после захвата образа цепочки показа.

Vulkan-контекст и цепочка показа написаны руками: замены vk-bootstrap в экосистеме
Rust нет. Обёртки Buffer и Image, лежащие в C++-версии без применения, здесь
задействованы всеми потребителями.

13 тестов, из них три перенесены из Catch2 дословно. cargo clippy -D warnings чист,
слой валидации молчит.

Co-Authored-By: Claude Opus 5 <noreply@anthropic.com>
This commit is contained in:
2026-08-30 20:58:19 +03:00
co-authored by Claude Opus 5
parent 11ff7b79b4
commit f5c9e61589
36 changed files with 6679 additions and 0 deletions
+257
View File
@@ -0,0 +1,257 @@
//! Опорная сетка и оси — перенос `simv::vk::GridRenderer`.
//!
//! Геометрия строится один раз в буфер, видимый процессору: она статична и крошечная,
//! так что промежуточная копия ради неё не нужна. Дескрипторных наборов нет — всё
//! состояние умещается в одну push-константу.
use ash::vk;
use glam::{Mat4, Vec3};
use crate::buffer::{Buffer, MemoryLocation};
use crate::context::Context;
use crate::error::{Ctx, Result};
use crate::shader::{spirv, ShaderModule};
#[repr(C)]
#[derive(Clone, Copy, bytemuck::Pod, bytemuck::Zeroable)]
struct GridVertex {
pos: Vec3,
color: Vec3,
}
/// Половина протяжённости сетки в клетках и размер клетки — как в C++-версии.
const HALF_EXTENT_CELLS: i32 = 10;
const CELL_SIZE: f32 = 1.0;
pub struct GridRenderer {
device: ash::Device,
layout: vk::PipelineLayout,
pipeline: vk::Pipeline,
vertex_buffer: Buffer,
vertex_count: u32,
color_format: vk::Format,
depth_format: vk::Format,
}
impl GridRenderer {
pub fn new(ctx: &Context) -> Result<Self> {
let device = ctx.device().clone();
let ranges = [vk::PushConstantRange::default()
.stage_flags(vk::ShaderStageFlags::VERTEX)
.offset(0)
.size(std::mem::size_of::<Mat4>() as u32)];
let layout_ci = vk::PipelineLayoutCreateInfo::default().push_constant_ranges(&ranges);
let layout = unsafe { device.create_pipeline_layout(&layout_ci, None) }
.ctx("vkCreatePipelineLayout(grid)")?;
let vertices = build_geometry();
let bytes: &[u8] = bytemuck::cast_slice(&vertices);
let mut vertex_buffer = Buffer::new(
ctx,
"grid.vertices",
bytes.len() as vk::DeviceSize,
vk::BufferUsageFlags::VERTEX_BUFFER,
MemoryLocation::HostVisible,
)?;
vertex_buffer.write(bytes, 0)?;
Ok(Self {
device,
layout,
pipeline: vk::Pipeline::null(),
vertex_buffer,
vertex_count: vertices.len() as u32,
color_format: vk::Format::UNDEFINED,
depth_format: vk::Format::UNDEFINED,
})
}
/// Пересобрать конвейер, если форматы вложений сменились (пересоздание swapchain).
pub fn ensure_pipeline(
&mut self,
ctx: &Context,
color_format: vk::Format,
depth_format: vk::Format,
) -> Result<()> {
if self.pipeline != vk::Pipeline::null()
&& self.color_format == color_format
&& self.depth_format == depth_format
{
return Ok(());
}
self.destroy_pipeline();
self.color_format = color_format;
self.depth_format = depth_format;
self.pipeline = self.build_pipeline(ctx)?;
Ok(())
}
fn build_pipeline(&self, ctx: &Context) -> Result<vk::Pipeline> {
// Модули живут до конца функции и уничтожаются на выходе, включая пути ошибок.
let vert = ShaderModule::new(&self.device, spirv::GRID_VERT)?;
let frag = ShaderModule::new(&self.device, spirv::GRID_FRAG)?;
let stages = [
vk::PipelineShaderStageCreateInfo::default()
.stage(vk::ShaderStageFlags::VERTEX)
.module(vert.handle())
.name(c"main"),
vk::PipelineShaderStageCreateInfo::default()
.stage(vk::ShaderStageFlags::FRAGMENT)
.module(frag.handle())
.name(c"main"),
];
let bindings = [vk::VertexInputBindingDescription::default()
.binding(0)
.stride(std::mem::size_of::<GridVertex>() as u32)
.input_rate(vk::VertexInputRate::VERTEX)];
let attributes = [
vk::VertexInputAttributeDescription::default()
.location(0)
.binding(0)
.format(vk::Format::R32G32B32_SFLOAT)
.offset(std::mem::offset_of!(GridVertex, pos) as u32),
vk::VertexInputAttributeDescription::default()
.location(1)
.binding(0)
.format(vk::Format::R32G32B32_SFLOAT)
.offset(std::mem::offset_of!(GridVertex, color) as u32),
];
let vertex_input = vk::PipelineVertexInputStateCreateInfo::default()
.vertex_binding_descriptions(&bindings)
.vertex_attribute_descriptions(&attributes);
let input_assembly = vk::PipelineInputAssemblyStateCreateInfo::default()
.topology(vk::PrimitiveTopology::LINE_LIST);
let viewport = vk::PipelineViewportStateCreateInfo::default()
.viewport_count(1)
.scissor_count(1);
let rasterization = vk::PipelineRasterizationStateCreateInfo::default()
// Для линейной топологии режим заливки не используется.
.polygon_mode(vk::PolygonMode::FILL)
.cull_mode(vk::CullModeFlags::NONE)
.line_width(1.0);
let multisample = vk::PipelineMultisampleStateCreateInfo::default()
.rasterization_samples(vk::SampleCountFlags::TYPE_1);
let depth_stencil = vk::PipelineDepthStencilStateCreateInfo::default()
.depth_test_enable(true)
.depth_write_enable(true)
.depth_compare_op(vk::CompareOp::LESS_OR_EQUAL)
.min_depth_bounds(0.0)
.max_depth_bounds(1.0);
let blend_attachments = [vk::PipelineColorBlendAttachmentState::default()
.color_write_mask(vk::ColorComponentFlags::RGBA)];
let color_blend =
vk::PipelineColorBlendStateCreateInfo::default().attachments(&blend_attachments);
let dynamic_states = [vk::DynamicState::VIEWPORT, vk::DynamicState::SCISSOR];
let dynamic = vk::PipelineDynamicStateCreateInfo::default().dynamic_states(&dynamic_states);
let color_formats = [self.color_format];
let mut rendering = vk::PipelineRenderingCreateInfo::default()
.color_attachment_formats(&color_formats)
.depth_attachment_format(self.depth_format);
let create_info = [vk::GraphicsPipelineCreateInfo::default()
.stages(&stages)
.vertex_input_state(&vertex_input)
.input_assembly_state(&input_assembly)
.viewport_state(&viewport)
.rasterization_state(&rasterization)
.multisample_state(&multisample)
.depth_stencil_state(&depth_stencil)
.color_blend_state(&color_blend)
.dynamic_state(&dynamic)
.layout(self.layout)
.push_next(&mut rendering)];
let pipelines = unsafe {
self.device
.create_graphics_pipelines(ctx.pipeline_cache(), &create_info, None)
}
.map_err(|(_, e)| crate::error::VkError::Api {
context: "vkCreateGraphicsPipelines(grid)",
source: e,
})?;
Ok(pipelines[0])
}
pub fn draw(&self, cmd: vk::CommandBuffer, view_proj: &Mat4) {
if self.pipeline == vk::Pipeline::null() || self.vertex_count == 0 {
return;
}
unsafe {
self.device
.cmd_bind_pipeline(cmd, vk::PipelineBindPoint::GRAPHICS, self.pipeline);
self.device.cmd_push_constants(
cmd,
self.layout,
vk::ShaderStageFlags::VERTEX,
0,
bytemuck::bytes_of(view_proj),
);
self.device
.cmd_bind_vertex_buffers(cmd, 0, &[self.vertex_buffer.handle()], &[0]);
self.device.cmd_draw(cmd, self.vertex_count, 1, 0, 0);
}
}
fn destroy_pipeline(&mut self) {
if self.pipeline != vk::Pipeline::null() {
unsafe { self.device.destroy_pipeline(self.pipeline, None) };
self.pipeline = vk::Pipeline::null();
}
}
}
impl Drop for GridRenderer {
fn drop(&mut self) {
self.destroy_pipeline();
unsafe { self.device.destroy_pipeline_layout(self.layout, None) };
}
}
/// Три плоскости сетки через начало координат плюс цветные оси.
fn build_geometry() -> Vec<GridVertex> {
const GRID: Vec3 = Vec3::new(0.30, 0.31, 0.35);
let n = HALF_EXTENT_CELLS;
let ext = n as f32 * CELL_SIZE;
let mut verts = Vec::with_capacity(((2 * n + 1) * 6 * 2 + 6) as usize);
let mut line = |a: Vec3, b: Vec3, color: Vec3| {
verts.push(GridVertex { pos: a, color });
verts.push(GridVertex { pos: b, color });
};
for i in -n..=n {
let t = i as f32 * CELL_SIZE;
// Плоскость XZ (y = 0)
line(Vec3::new(-ext, 0.0, t), Vec3::new(ext, 0.0, t), GRID);
line(Vec3::new(t, 0.0, -ext), Vec3::new(t, 0.0, ext), GRID);
// Плоскость XY (z = 0)
line(Vec3::new(-ext, t, 0.0), Vec3::new(ext, t, 0.0), GRID);
line(Vec3::new(t, -ext, 0.0), Vec3::new(t, ext, 0.0), GRID);
// Плоскость YZ (x = 0)
line(Vec3::new(0.0, -ext, t), Vec3::new(0.0, ext, t), GRID);
line(Vec3::new(0.0, t, -ext), Vec3::new(0.0, t, ext), GRID);
}
// Оси идут последними, чтобы перекрыть серые центральные линии.
line(
Vec3::new(-ext, 0.0, 0.0),
Vec3::new(ext, 0.0, 0.0),
Vec3::new(0.85, 0.25, 0.25), // X красная
);
line(
Vec3::new(0.0, -ext, 0.0),
Vec3::new(0.0, ext, 0.0),
Vec3::new(0.25, 0.80, 0.30), // Y зелёная
);
line(
Vec3::new(0.0, 0.0, -ext),
Vec3::new(0.0, 0.0, ext),
Vec3::new(0.30, 0.45, 0.90), // Z синяя
);
verts
}