Vulkan

Vulkan ( rus. Vulkan ) je multiplatformní API pro 2D a 3D grafiku , které Khronos Group poprvé představila na konferenci GDC 2015 [11] [12] .

Vulkan API bylo původně známé jako „další generace OpenGL “ nebo jednoduše „glNext“, ale po oznámení společnost tato jména upustila ve prospěch jména Vulkan [13] . Stejně jako OpenGL umožňuje Vulkan v reálném čase vykreslování různých 3D grafických aplikací , jako jsou hry nebo iBooks , na všech platformách s vysokým výkonem a také poskytuje vyšší výkon a menší využití procesoru , podobně jako Direct3D 12 , Metal a Mantle . Vulkan je založen na technologiích AMD v Mantle [14] [15] [16] [17] [18] .

Přehled

Cílem Vulkanu bylo překonat ostatní API , včetně svého předchůdce OpenGL , pokud jde o nižší režii, přímější kontrolu nad GPU a menší režii CPU . Vulkan má údajně výhody:

• OpenGL používá k psaní GLSL shaderů jazyk vysoké úrovně . To nutí každého dodavatele ovladače OpenGL implementovat svůj vlastní kompilátor pro GLSL , který běží za běhu grafické aplikace a kompiluje shader programy do spustitelného kódu cílové platformy . Vulkan místo toho nabízí přechodný binární formát nazvaný SPIR-V , který je podobný binárnímu formátu, do kterého se kompilují shadery HLSL na platformě Direct3D . To odstraňuje zátěž pro dodavatele ovladačů tím , že umožňuje kompilaci shaderů v době návrhu. Také umožňuje vývojářům aplikací psát shadery v jiných jazycích než GLSL.
• Multiplatformní rozhraní API je podporováno na mobilních zařízeních a grafických kartách vyšší třídy .
• Vylepšená podpora pro moderní systémy využívající multithreading .
• Snížení zátěže CPU v situacích, kdy nedosahuje výkonu, což vám umožní dosáhnout vyšší propustnosti pro výpočet a vizualizaci GPU.
• Vážnou výhodou Vulkanu oproti Direct3D 12 byla kdysi možnost spouštět moderní 3D hry nejen v prostředí Windows 10 , ale také na počítačích s Windows 7 a Windows 8.1 [19] [20] .

Pro zjednodušení vývoje aplikací na Vulkanu vydala AMD v roce 2018 pomocný shell V-EZ , který při vývoji přebírá mnoho pomocných funkcí, takže se vývojář nemusí potýkat se všemi záludnostmi Vulkan API [21] [ 22] .

Historie

V létě 2014 Khronos Group zahájila projekt na vytvoření nové generace grafického API . V roce 2014 byl projekt veřejně vyhlášen na SIGGRAPH s výzvou k účasti.

Podle US Patent and Trademark Office byla ochranná známka „Vulkan“ zaregistrována 19. února 2015 [23] .

Vulkan byl oficiálně pojmenován a oznámen na Game Developers Conference 2015, ačkoli spekulace a fámy kolem nového API existovaly předem. Jedno z názvů bylo „glNext“ [24] .

3. března 2015 společnost Valve oznámila Source 2 , herní engine s podporou grafického API Vulkan [25] [26] .

Na začátku roku 2015 LunarG (financovaný Valve ) vyvinul a představil linuxový ovladač pro Intel , který umožnil Vulkanu být kompatibilní s integrovaným grafickým systémem řady HD 4000, který navzdory otevřenému ovladači Mesa není plně kompatibilní s OpenGL 4.0 [ 27] [28] . Existuje také možnost [29] podpory Ivy Bridge , protože podporuje Direct3D 11 .

10. srpna 2015 Google oznámil budoucí verzi Androidu s podporou Vulkan [30] .

Dne 18. prosince 2015 skupina Khronos oznámila, že specifikace verze Vulkan 1.0 je téměř kompletní a bude vydána, jakmile budou dostupné kompatibilní ovladače .

16. února 2016 byla vydána veřejná specifikace Vulkan 1.0 [31] a experimentální ovladače pro grafické karty AMD a Nvidia .

Dne 26. února 2018 vydal Khronos v rámci specifikace The Vulkan® Portability Initiative veřejnou verzi sady Vulkan 1.0 SDK pro platformy macOS a iOS [32] .

7. března 2018 byla vydána veřejná specifikace pro Vulkan 1.1 [33] .

15. ledna 2020 byla vydána veřejná specifikace pro Vulkan 1.2 [34] .

15. ledna 2020 Khronos Group oznámila, že kompilátor HLSL společnosti Microsoft nyní podporuje překlad do SPIR-V . HLSL je nyní oficiálně shader programovací jazyk pro Vulkan , spolu s GLSL [35] .

Podpora Ray tracing byla přidána 17. března 2020 [36] .

22. ledna 2022 byla vydána veřejná specifikace pro Vulkan 1.3 [37] .

1. září 2022 Vydáno rozšíření VK_EXT_mesh_shader [38] pro podporu síťových shaderů [39] .

Použití Vulkanu

Hry

• The Talos Principle  je první hrou od chorvatské společnosti Croteam , která tuto technologii využívá v praxi. [40]
• Dota 2  – Experimentální podpora pro Vulkan byla přidána 23. března 2016 a byla vydána v květnu 2016. [41]
• Doom  - 11. července 2016 vydala společnost Id Software patch pro hru Doom (2016) , ve které bylo vykreslování grafiky a výpočet fyzických interakcí předěláno z OpenGL na Vulkan. [42] [43] [44]
• Doom Eternal - Nativně používá Vulkan API.
• Rage 2 - Nativně používá Vulkan API.
• vkQuake  - Vulkan port of Quake vydán v červenci 2016. [45] [46]
  • Oficiální opětovné vydání Quake, vydané 19. srpna 2021, standardně používá Vulkan.
• Need for Speed: No Limits , Vainglory a Heroes of Incredible Tales  – V červnu 2016 společnost Samsung oznámila podporu pro portování her z OpenGL ES na Vulkan pro smartphone Samsung Galaxy S7 . [47]
• Mad Max (hra, 2015)  – 30. března 2017 vstoupila linuxová verze hry využívající Vulkan do beta testování.
• Olympus Rising  – Podpora přidána 20. srpna 2016.
• Rust  – Podpora přidána 13. ledna 2017.
• Destinace  – podpora přidána 22. února 2017.
• Wolfenstein II: The New Colossus  – podpora přidána 27. října 2017. [48]
• Escape from Tarkov  - Budoucí podpora oznámena. [49]
• X4 Foundations – oznámena podpora Vulkan. [padesáti]
• Oznámena podpora Star Citizen  – Vulkan. [51]
• No Man's Sky  - Podpora přidána v patchi 1.77.
• World War Z  - Nativně používá Vulkan API.
• Red Dead Redemption 2 - Nativně používá Vulkan API. Hra podporuje dvě API - Vulkan a DirectX 12, ale podle ohlasů a recenzí hráčů je výkon lepší při použití Vulkanu [52] .
• Detroit: Become Human – nativně používá Vulkan API .
• Tom Clancy's Rainbow Six Siege a Tom Clancy's Ghost Recon Breakpoint – Experimentální podpora pro Vulkan API byla přidána 28. ledna 2020
• X-Plane 11 – 3. dubna 2020 vydalo vývojářské studio stojící za letovou simulační hrou aktualizaci 11.50, která obsahuje Vulkan API.
• Path of Exile – Aktualizace 3.10.2 byla vydána 28. května 2020, aby podporovala beta verzi rendereru založeného na Vulkanu. [53]
• Baldur's Gate III - Nativně používá Vulkan API. Hra podporuje dvě API – Vulkan a DirectX 11.
• War Thunder - Do OpenGL byla přidána podpora Vulkan, v současné době je Vulkan výchozí alespoň na verzi klienta pro Linux.

• PUBG: New State – mobilní hra s Vulkan GUI a podporou OpenGL ES při spuštění (11/04/2021)

• Counter-Strike: Global Offensive – Přidána podpora 11. prosince 2021. DXVK (DirectX Vulkan)

• Brawl Stars - Mobilní multiplatformní hra. Podpora byla přidána 16. prosince 2021. Hra dříve podporovala OpenGL.

Herní motory

• Zdroj 2  – V březnu 2015 společnost Valve Corporation oznámila Zdroj 2, který získal podporu od společnosti Vulkan.
• Serious Engine 4  – V únoru 2016 Croteam oznámil podporu pro Vulkan v Serious Engine.
• Unreal Engine 4  – V únoru 2016 společnost Epic Games oznámila Unreal Engine 4 s podporou Vulkan.
• Unreal Engine 5 – Vzhledem k tomu, že engine je pokračováním Unreal Engine 4, měl již od začátku Vulkan.
• Torque 3D  - V dubnu 2016 vývojáři oznámili, že přidali podporu pro Vulkan.
• Podpora Quake Engine  - Vulkan byla přidána v červnu 2016.
• id Tech 3  – podpora Vulkan byla přidána v květnu 2017.
• id Tech 4  – podpora Vulkan byla přidána v srpnu 2017.
• id Tech 6  – V květnu 2016 společnost id Software oznámila, že Doom poháněný id Tech 6 bude podporovat Vulkan.
• id Tech 7  – V červnu 2018 společnost id Software oznámila engine id Tech 7, který běží výhradně na Vulkanu.
• Xenko  - V červenci 2016 byla přidána podpora pro Vulkan.
• Unity  - Podpora pro Vulkan se objevila ve verzi 5.6.
• Podpora CryEngine  - Vulkan se objevila ve verzi 5.4.
• Intrinsic je bezplatný a open source multiplatformní herní engine, který podporuje Vulkan.
• Unigine  – V dubnu 2017 společnost Unigine Corp oznámila podporu Vulkan pro jejich engine Unigine.
• Abyss Engine – V květnu 2017 vydala společnost Deep Silver Galaxy on Fire 3 Manticore pro Android s podporou Vulkan.
• Banshee 3D je bezplatný a open source multiplatformní herní engine, který podporuje Vulkan.
• Godot Engine  - Podpora byla přidána ve verzi 4.0. [54]
• Turbo Engine (Leadwerks 5.0) je placený motor od Leadwerks Technologies.

Knihovny obalů

• Kovadlina – Zkracuje čas potřebný k vytvoření fungující aplikace Vulkan od začátku. Součást projektu GPUOpen [55] .
• GLOVE - "OpenGL ES Over Vulkan", funguje jako mezivrstva mezi OpenGL ES a Vulkan [56] .
• MoltenVK – umožňuje aplikacím Vulkan běžet nad Metal na operačních systémech Apple macOS a iOS [57] .
• V-EZ - "Easy Mode" pro Vulkan, navržený tak, aby zjednodušil složitost používání Vulkanu. Součást projektu GPUOpen [58] .
• Vulkan-Hpp je obal pro programovací jazyk C++ [59] .
• Vulkano je obal pro programovací jazyk Rust [60] .
• PasVulkan je obal pro programovací jazyk Object Pascal [61] .
• NVK - Vulkan API pro Node.js umožňuje psát aplikace v programovacích jazycích JavaScript a TypeScript ​​[62] .
• DXVK - obal pro použití DirectX 9-11 her a aplikací pod Vulkanem, aniž byste je museli přepisovat
• nGlide je obal pro používání her a aplikací Glide pod Vulkanem, aniž byste je museli přepisovat.
• D9VK je obal pro použití her a aplikací DirectX 9 pod Vulkanem, aniž byste je museli přepisovat.

Kompatibilita

Prvotní specifikace uvádí, že Vulkan poběží na hardwaru, který aktuálně podporuje OpenGL ES 3.1 nebo OpenGL 4.x a vyšší [63] . Vulkan bude vyžadovat nové grafické ovladače jako podporu , ale to nutně neznamená, že všechna stávající zařízení, která podporují OpenGL ES 3.1 nebo OpenGL 4.x , budou mít ovladače s podporou Vulkan k dispozici.

Viz také

• OpenGL  je další grafické API od Khronos Group .
• OpenCL  je další výpočetní API od Khronos Group .
• Mantle je  nízkoúrovňové grafické a výpočetní rozhraní AMD .
• DirectX  je sada rozhraní API pro Windows a Xbox .
• Metal (API)  je nízkoúrovňové grafické a výpočetní API pro iOS a macOS .
• AMDGPU  je bezplatný grafický ovladač pro grafické karty AMD pro Linux .
• Glide  je 3D grafické API vyvinuté společností 3dfx Interactive .

Poznámky

1. ↑ Vulkan na FreeBSD . Informace o GPU Vulkan (1. června 2021). Získáno 22. května 2022. Archivováno z originálu dne 14. března 2022. (neurčitý)
2. ↑ Vulkan na QNX . www.khronos.org (14. července 2021). Získáno 14. července 2021. Archivováno z originálu dne 14. července 2021. (neurčitý)
3. ↑ Nintendo Switch uveden jako Vulkan a OpenGL kompatibilní - Moje novinky Nintendo . Moje novinky pro Nintendo . Excite Global Media (19. prosince 2016). Získáno 14. července 2021. Archivováno z originálu dne 14. července 2021. (neurčitý)
4. ↑ Palumbo, Alessio Nintendo Switch oficiálně podporuje Vulkan, OpenGL 4.5 a OpenGL ES . WCCF Tech (19. prosince 2016). Získáno 14. července 2021. Archivováno z originálu dne 14. července 2021. (neurčitý)
5. ↑ Vyhovující produkty . chronos.org . The Khronos Group (28. dubna 2018). Staženo 28. února 2018. Archivováno z originálu 28. ledna 2017. (neurčitý)
6. ↑ Vulkan na Raspberry Pi . www.raspberrypi.org (14. července 2021). Získáno 14. července 2021. Archivováno z originálu dne 20. července 2021. (neurčitý)
7. ↑ Vulkan nyní oficiální, s vydáním 1.0 API a ovladačem AMD [Aktualizováno ] . Ars Technica . Conde Nast (16. února 2016). Získáno 18. února 2016. Archivováno z originálu 14. července 2021. (neurčitý)
8. ↑ Valich, Theo Mantle Cycle je dokončen, protože Khronos vydává Vulkan 1.0 . Svět VR (17. února 2016). Získáno 19. února 2016. Archivováno z originálu 11. května 2022. (neurčitý)
9. ↑ GitHub – KhronosGroup/MoltenVK: MoltenVK je implementace vysoce výkonného průmyslového standardního grafického a výpočetního API Vulkan, které běží na grafickém frameworku Metal společnosti Apple a přináší Vulkan do iOS a macOS. . Získáno 12. září 2019. Archivováno z originálu 19. července 2021. (neurčitý)
10. ↑ VxWorks nabízí podporu pro mnoho standardních grafických knihoven, jako jsou ... a Vulkan . WinDriver . Získáno 8. listopadu 2021. Archivováno z originálu dne 8. listopadu 2021. (neurčitý)
11. ↑ Vulkan: Graphics and compute Belong Together (PDF). Khronos.org (březen 2015). Získáno 5. března 2015. Archivováno z originálu 18. prosince 2016. (neurčitý)
12. ↑ Vulkan - Graphics a compute patří k sobě . Khronos.org. Získáno 5. března 2015. Archivováno z originálu dne 9. května 2021. (neurčitý)
13. ↑ glNext odhaleno jako grafické API Vulkan . Získáno 27. března 2015. Archivováno z originálu 14. října 2016. (neurčitý)
14. ↑ Mantle je Vulkan: Mrtvé grafické API AMD vstalo z popela v nástupci OpenGL | PCworld . Získáno 27. března 2015. Archivováno z originálu 7. listopadu 2016. (neurčitý)
15. ↑ AMD Gaming: Jedna z budoucnosti Mantle: Vulkan | Blogy AMD (nedostupný odkaz) . community.amd.com. Datum přístupu: 5. března 2015. Archivováno z originálu 6. března 2015. (neurčitý) 
16. ↑ Ještě není mrtvý: AMD's Mantle pohání nové Vulkan API, VR úsilí . extrémní technologie. Získáno 5. března 2015. Archivováno z originálu dne 22. dubna 2016. (neurčitý)
17. ↑ Mantle společnosti AMD žije ve Vulkanu – pokládá základy pro další OpenGL . Wccftech.com (20. června 2014). Získáno 5. března 2015. Archivováno z originálu 19. srpna 2020. (neurčitý)
18. ↑ Kirsch, Nathan Je AMD Mantle mrtvý, jak jsme ho znali? Vulkan API používá technologii Mantle pro OpenGL . legitimní recenze. Získáno 5. března 2015. Archivováno z originálu 26. června 2015. (neurčitý)
19. ↑ Vulkan™ API | AMD . Staženo 24. listopadu 2019. Archivováno z originálu 14. července 2019. (neurčitý)
20. ↑ Vulkan API oficiálně podporuje multi-GPU ve Windows 10, Windows 7, Windows 8.1 a Linux . Playground.ru. Staženo: 24. listopadu 2019. (Ruština)
21. ↑ AMD open-source V-EZ, obal pro multiplatformní nízkoúrovňové Vulkan API . Získáno 28. 8. 2018. Archivováno z originálu 28. 8. 2018. (neurčitý)
22. ↑ GitHub – GPUOpen-LibrariesAndSDKs/V-EZ . Získáno 28. 8. 2018. Archivováno z originálu 29. 8. 2018. (neurčitý)
23. ↑ Stav ochranné známky a získávání dokumentů . tsdr.uspto.gov. Získáno 9. listopadu 2015. Archivováno z originálu 11. května 2013. (neurčitý)
24. ↑ glNext odhaleno jako grafické API Vulkan . www.develop-online.net. Získáno 9. listopadu 2015. Archivováno z originálu 14. října 2016. (neurčitý)
25. ↑ Valve oznamuje Source 2 engine, zdarma pro vývojáře . Polygon. Získáno 9. listopadu 2015. Archivováno z originálu 5. března 2015. (neurčitý)
26. ↑ GDC 2015: Valve oznamuje Source 2 Engine - IGN . IGN. Získáno 9. listopadu 2015. Archivováno z originálu 4. března 2015. (neurčitý)
27. ↑ Společnost Valve vyvinula ovladač GPU Intel Linux Vulkan - Phoronix . www.phoronix.com. Datum přístupu: 9. listopadu 2015. Archivováno z originálu 24. září 2015. (neurčitý)
28. ↑ Další informace o ovladači Intel Vulkan, plány Linux Vulkan - Phoronix . www.phoronix.com. Datum přístupu: 9. listopadu 2015. Archivováno z originálu 24. září 2015. (neurčitý)
29. ↑ Evan Odabashian na Twitteru . Cvrlikání. Získáno 9. listopadu 2015. Archivováno z originálu 19. srpna 2020. (neurčitý)
30. ↑ Reto Meier. Nízké vykreslování pomocí Vulkan | Blog vývojářů pro Android . Nízké vykreslování pomocí Vulkan | Blog vývojářů Android (10. srpna 2015). Získáno 9. listopadu 2015. Archivováno z originálu 8. března 2016. (neurčitý)
31. ↑ Registr Khronos Vulkan . www.khronos.org. Získáno 9. března 2018. Archivováno z originálu 10. března 2018. (neurčitý)
32. ↑ Aplikace Vulkan povoleny na platformách Apple . www.khronos.org. Datum přístupu: 28. února 2018. Archivováno z originálu 28. února 2018. (neurčitý)
33. ↑ Skupina Khronos vydala Vulkan 1.1 . www.khronos.org. Získáno 9. března 2018. Archivováno z originálu dne 14. dubna 2022. (neurčitý)
34. ↑ Skupina Khronos vydala Vulkan 1.2 . www.khronos.org. Staženo 15. ledna 2020. Archivováno z originálu 11. května 2022. (neurčitý)
35. ↑ HLSL jako prvotřídní vulkanský stínovací jazyk . www.khronos.org. Staženo 15. ledna 2020. Archivováno z originálu 15. ledna 2020. (neurčitý)
36. ↑ Khronos Group uvádí Vulkan Ray Tracing . www.khronos.org. Získáno 17. března 2020. Archivováno z originálu dne 17. března 2020. (neurčitý)
37. ↑ Khronos posiluje Vulkan ekosystém vydáním Vulkan 1.3, Public Roadmap and Profiles . www.khronos.org. Získáno 25. ledna 2022. Archivováno z originálu dne 25. ledna 2022. (neurčitý)
38. ↑ VK_EXT_mesh_shader . (neurčitý)
39. ↑ Stínování sítě pro Vulkan . (neurčitý)
40. ↑ Quick Look: Vulkan Performance on The Talos Principle , Anandtech (17. února 2016). Archivováno z originálu 15. května 2022. Staženo 19. února 2016.
41. ↑ Aktualizace Dota 2 – 23. května 2016 . store.steampowered.com . Ventil. Získáno 24. května 2016. Archivováno z originálu dne 8. listopadu 2020. (neurčitý)
42. ↑ Vulkan Support Now Live – FAQ  (  11. července 2016). Archivováno z originálu 17. června 2017. Staženo 1. dubna 2017.
43. ↑ DOOM se stal prvním trhákem, který podporuje Vulkan API  (ruština) , OSZone  (11. července 2016). Archivováno z originálu 14. července 2016. Staženo 11. července 2016.
44. ↑ Podpora DOOM - Vulkan nyní žije . bethesda.net . Získáno 11. července 2016. Archivováno z originálu 6. srpna 2019. (neurčitý)
45. ↑ Papadopoulos, John Zde je váš první pohled na první Quake, který byl znovu vytvořen v Unreal Engine 4 (projekt fanoušků) . Dark Side of Gaming (21. července 2016). Získáno 26. srpna 2016. Archivováno z originálu 12. dubna 2022. (neurčitý)
46. ↑ Larabel, Michael Quake 1 Ported to Run On Vulkan . Phoronix . Phoronix Media (25. července 2016). Získáno 26. srpna 2016. Archivováno z originálu 11. května 2022. (neurčitý)
47. ↑ Podívejte se, jak Vulkan API a Galaxy S7 vytvářejí více pohlcující herní zážitky  , 28. 6. 2016. Archivováno z originálu 24. února 2017. Staženo 1. dubna 2017.
48. ↑ Tiago Sousa tweet 06.12.2017 . Získáno 19. června 2017. Archivováno z originálu 30. května 2019. (neurčitý)
49. ↑ Fórum: Podpora Vulkan API? . Získáno 19. června 2017. Archivováno z originálu 22. července 2017. (neurčitý)
50. ↑ X4 Foundations: nový 3D-Engine auf Basis von Vulkan wegen VR  (německy) , PC herní hardware . Archivováno z originálu 14. listopadu 2017. Staženo 14. listopadu 2017.
51. ↑ forums.robertsspaceindustries.com (odkaz dolů) . Archivováno z originálu 1. května 2017. (neurčitý) 
52. ↑ Srovnávací testy grafické karty Red Dead Redemption 2 . Overclockers.ua. Staženo 24. listopadu 2019. Archivováno z originálu 19. prosince 2019. (Ruština)
53. ↑ Aktualizace 3.10.2 s beta verzí rendereru založeného na Vulkanu  (ruština) Path of Exile  (28. května 2020). Staženo 28. května 2020.
54. ↑ Godotův motor. Godot Engine - Godot 3.1 je venku, zlepšuje použitelnost a funkce . godoengine.org. Získáno 17. března 2019. Archivováno z originálu dne 18. března 2019. (neurčitý)
55. ↑ Projekt Anvil na GitHubu
56. ↑ Projekt GLOVE na GitHubu
57. ↑ Projekt MoltenVK na GitHubu
58. ↑ Projekt V-EZ na GitHubu
59. ↑ KhronosGroup/Vulkan-Hpp . — 2020-12-07. Archivováno 15. prosince 2020.
60. ↑ Projekt Vulkano na GitHubu
61. ↑ Projekt PasVulkan na GitHubu
62. ↑ Projekt NVK na GitHubu
63. ↑ Přehled Vulkánu . Skupina Khronos. Získáno 5. července 2016. Archivováno z originálu 8. prosince 2015. (neurčitý)

Literatura

• Prodejci G. Vulkan. Příručka pro vývojáře = Vulkan. průvodce programováním. - DMK Press , 2017. - 394 s. - ISBN 978-5-97060-486-1 .