一文解讀Vulkan圖形系統(tǒng)究竟是什么?

Vulkan圖形系統(tǒng)是什么?

Vulkan是一個(gè)圖形和計(jì)算硬件的API（Application Programming Interface）。這個(gè)API由很多命令組成，它們?cè)试S程序員指定著色器程序，計(jì)算內(nèi)核，對(duì)象和操作 產(chǎn)生高質(zhì)量的圖像，特別是三維對(duì)象的彩色圖像。

程序員的視角看Vulkan

對(duì)程序員來(lái)講，Vulkan是一些命令的集合，允許內(nèi)核或者著色器，和shader執(zhí)行的外部 Vulkan aspect控制，使用著色器程序或者著色器和數(shù)據(jù)。通常，數(shù)據(jù)是指二維或者三維幾何物體和紋理圖像，著色器和內(nèi)核控制數(shù)據(jù)的處理，幾何物體的光柵化，光柵化產(chǎn)生的光照和陰影的片段，及最終把幾何對(duì)象渲染到幀緩沖區(qū)。

一個(gè)典型的Vulkan程序以調(diào)用系統(tǒng)函數(shù)打開(kāi)窗口或者準(zhǔn)備程序繪制顯示的設(shè)備為開(kāi)始。然后，調(diào)用命令打開(kāi)隊(duì)列，并向其提交命令緩沖區(qū)。命令緩沖區(qū)包含一系列命令，它們將會(huì)被底層的硬件執(zhí)行。應(yīng)用程序能夠做到：分配設(shè)備內(nèi)存，關(guān)聯(lián)內(nèi)存和資源，從命令緩沖區(qū)中引用這些資源。繪制命令可調(diào)用應(yīng)用程序的著色器程序，然而使用資源里的數(shù)據(jù)并產(chǎn)生圖像。為了展示結(jié)果圖像，一些平臺(tái)相關(guān)的命令需要把結(jié)果圖像轉(zhuǎn)移到顯示設(shè)備或者窗口。

實(shí)現(xiàn)者的角度看Vulkan

對(duì)于實(shí)現(xiàn)者，Vulkan是一系列命令的集合，它允許構(gòu)造命令緩沖區(qū)并提交到設(shè)備?，F(xiàn)代化的設(shè)備幾乎對(duì)所有Vulkan操作都加速了，把數(shù)據(jù)和幀緩沖區(qū)存儲(chǔ)在高速內(nèi)存，在專用的GPU上執(zhí)行著色器。實(shí)現(xiàn)者的任務(wù)是在主機(jī)端提供軟件lib，它實(shí)現(xiàn)了Vulkan API，把每一個(gè)Vulkan命令適當(dāng)?shù)?映射到圖形硬件以利用物理設(shè)備的能力。

我們的視角看Vulkan

我們把Vulkan看作擁有繪制操作可調(diào)用的可編程階段和狀態(tài)驅(qū)動(dòng)固定階段的管線。我們期待這個(gè)模型可產(chǎn)生一個(gè)規(guī)范，滿足程序員和Vulkan實(shí)現(xiàn)者的需要。 然而，它并不提供如何實(shí)現(xiàn)的模型。Vulkan實(shí)現(xiàn)必須產(chǎn)生符合這些特定方法產(chǎn)生的結(jié)果，但是，可以執(zhí)行比指定方法更加高效率的計(jì)算方法。