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Vulkan

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這一篇文章是我開發 Vulkan 所做的筆記。幾年前，我曾透過vulkan-tutorial.com學習且做出一個渲染引擎， 雖然大獲成功，不過我因為架構太過複雜而沒有完全讀透。上週一，我正巧看到vkguide.dev這個網站，步調稍慢， 它是 vulkan-tutorial 的改版，所以較新。我希望可以透過這個網站學習到 Vulkan 的精華。

電腦配備

資源

觀念

實體裝置 vs 邏輯裝置

在 Vulkan 中，許多物件都是指向真實物件的指標，這些物件通常叫做手把，為了和真實的物體接觸，我們需要使用邏輯裝置， 邏輯裝置使用vkCreateDevice與實體裝置的描述產生。

同步架構

現代電腦圖形系統通常會使用到平行處理，像是 GPU 就是實際的平行處理例子，因為它可以在多個物理核心上處理多資料 （請看SIMD），而 CPU 也有這個特質。

雖然平行處理可以快速處理資料，不過也因為非同步而產生問題——我們的 GPU 指令（使用VkQueue上傳）需要等交替鏈騰出一個影像才可以在上面渲染東西， 那要怎麼知道是否有這個照片呢？這時候就需要使用VkSemaphore，一個確保 GPU 指令同步的架構，可以想成是等紅綠燈的車輛，所以 Semaphore 中文叫做號誌， 分為兩類：等待號誌（在等綠燈來的車）和訊號號誌（切換紅綠燈的人），只能有一個訊號號誌，而等待號誌無上限。號誌在 Vulkan 中只適用在 GPU 內作業。 對於 GPU 對 CPU 或 CPU 對 GPU 作業則需使用VkFence 1 。

指令執行流程

Vulkan 傳指令到 GPU 的過程是使用佇列VkQueue。一系列的指令由VkCommandBuffer代表，此指令緩衝的記憶由VkCommandPool分配器分配。 VkQueue和一般佇列實作不同的是，VkQueue指向的東西是真實物體或韌體中所含有的物件，通常由 GPU 的驅動定義，就像是物理裝置一樣。 請注意，由於不同的指令佇列可能會相衝，所以要使用同步架構預防這件事的發生。

影像截自vkguide.dev 請注意，Render Pass在新版的Vulkan已被vkBeginCommandBuffer取代.

影像

影像在 Vulkan 中由VkImage代表。這些非透明（抽象）手把最好是使用 Image Views 讀取。一般來講，傳去 GPU 的影像（交替鏈影像）不能被人類讀取， 因為它們被優化成 GPU 讀取的最佳格式。如果要寫入照片，我們需要使用vkutil::transition_image轉換格式，直接寫入交替鏈上的影像不是好主意， 因為如果我們更改影像的性質，就必須要做一個全新的影像出來，所以我們通常會寫入另一個獨立的影像，最後 blit（BITBLT）進去交替鏈， 因此需要用到vkutil::copy_image_to_image。

描述集

一個描述器是一個可以用來讀取寫入特殊架構的手把，舉個例子，一個緩衝描述器是用來讀取寫入指令緩衝的。描述器只能被批次產出，所以多個描述器就叫做描述集， 我們使用VkDescriptorPool來產生描述集，而描述集的性質由VkDescriptorSetLayout決定。如果要用著色器讀取資料，我們需要將描述器綁定到渲染管線上。

函數褲

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編輯紀錄

Footnotes

  1. 可能要再研究研究一番 ↩

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