Vulkan是圖形技術(shù)的未來，移植應(yīng)用好處多多

曾經(jīng)，當(dāng)你打算開發(fā)一款帶有復(fù)雜圖形技術(shù)的移動(dòng)App時(shí)，大多數(shù)情況下你會(huì)立即想到OpenGL ES。在本篇文章中我們將討論Vulkan帶來的好處，以及為什么你真的應(yīng)該考慮使用下一代圖形技術(shù)API。

2016年正式發(fā)布的Vulkan是OpenGL ES?的繼任者，Khronos Group有效回應(yīng)了其他競(jìng)爭(zhēng)API，比如Direct3D 12、Metal等。它為開發(fā)者提供更大的控制權(quán)以及更透明的程序設(shè)計(jì)，從總體上比OpenGL ES具有更大的潛力將性能最大化。然而這確實(shí)會(huì)以增加復(fù)雜性為代價(jià)，不可否認(rèn)的是Vulkan需要付出比OpenGL ES更多的努力才能夠有效的使用它。但這并不會(huì)阻止你作出改變。當(dāng)然這種改變類似于從固定功能管線轉(zhuǎn)換為基于著色器管線的設(shè)計(jì)，但值得記住的是這種變化會(huì)帶來整個(gè)行業(yè)的徹底改變。是的，我們要學(xué)習(xí)的東西還有很多，但是我們?cè)诟淖冎笏@得的靈活性、控制權(quán)限和自由度都是值得的。

好吧，為什么我們轉(zhuǎn)向Vulkan是如此的重要呢?

首先Vulkan支持Android、Linux、Windows、Tizen、任天堂游戲機(jī)、macOS和iOS(借助MoltenVK)等操作系統(tǒng)。我們已經(jīng)開始看到使用Vulkan開發(fā)的游戲在這些平臺(tái)上運(yùn)行，比如Wolfenstein II、Roblox和DOTA2等，這個(gè)數(shù)字只會(huì)不斷的上升。

為了保持競(jìng)爭(zhēng)力，可能是時(shí)候把OpenGL ES和Vulkan好好的比較一番了。大多數(shù)情況下這種轉(zhuǎn)變都是有好處的，除非你缺少改變需要的一些資源——文章后面將會(huì)介紹。

Vulkan的好處

最近我們看到發(fā)布了很多新的渲染API，不僅僅是Vulkan——比如Direct3D 12和Metal。當(dāng)涉及到解決驅(qū)動(dòng)開銷和完全控制的最佳方法時(shí)，這些新API都朝著類似的方向發(fā)展。

Vulkan最大的優(yōu)勢(shì)之一是它的跨平臺(tái)特性，這意味著開發(fā)人員可以節(jié)省大量時(shí)間和金錢，因?yàn)樗麄儾槐貐^(qū)分每個(gè)平臺(tái)下的API學(xué)習(xí)，只需要關(guān)注Vulkan的學(xué)習(xí)就可以了。

它也被游戲引擎開發(fā)者廣泛采用，目前使用的最大游戲引擎已經(jīng)完全支持Vulkan了——比如Unity、UE4和CryEngine等。因此你可以享受Vulkan所帶來的好處，而且完全不需要開發(fā)自己的引擎來使用它。

Vulkan還提供了批處理功能，這會(huì)減少CPU的負(fù)荷，實(shí)現(xiàn)片上存儲(chǔ)的加速，這都得益于API的優(yōu)先級(jí)設(shè)計(jì)以及對(duì)內(nèi)存分配的細(xì)粒度控制。

那么，我怎么知道這是否值得付出努力呢?

Vulkan提供的好處除了上文提到的，它還消除了軟件驅(qū)動(dòng)程序判斷各種情況的需求，相反開發(fā)人員必須明確的進(jìn)行API調(diào)用。

對(duì)于將應(yīng)用程序移植到Vulkan，你可能會(huì)有疑慮，有什么能夠證明這是值得付出努力的呢?下面我整理了一個(gè)列表，其中列出了將應(yīng)用移植到Vulkan會(huì)對(duì)你所帶來的各種好處。

可以確定：當(dāng)你的應(yīng)用是CPU綁定模式時(shí)，你會(huì)采用多核來提升性能。

Vulkan擅長(zhǎng)讓大量API調(diào)用的CPU綁定型應(yīng)用運(yùn)行的更快，這些情況下Vulkan提供的低驅(qū)動(dòng)開銷確實(shí)很有幫助，如果你想將圖形任務(wù)并行化處理，那么Vulkan也能幫助你。

可以確定：當(dāng)在新平臺(tái)上啟動(dòng)一個(gè)新的項(xiàng)目時(shí)

采用新平臺(tái)時(shí)通常最好的方法就是使用Vulkan，這是因?yàn)閷?duì)于不同平臺(tái)的應(yīng)用優(yōu)化在其他平臺(tái)上也是可以的，比如你對(duì)移動(dòng)平臺(tái)進(jìn)行了優(yōu)化，那么你的應(yīng)用在所有移動(dòng)平臺(tái)上都不會(huì)有問題，因?yàn)樗麄兌挤浅５南嗨?。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)良好且經(jīng)過優(yōu)化的Vulkan應(yīng)用應(yīng)該能在各種平臺(tái)上高效運(yùn)行，而不需特殊的變通方法。當(dāng)你只關(guān)注少數(shù)幾個(gè)平臺(tái)時(shí)，你可以花更多的時(shí)間進(jìn)行優(yōu)化。在這種情況下切換為Vulkan可以充分利用硬件的性能，這是值得的。由于你可以完全控制與Vulkan的同步，因此可以降低幀速率峰值、連接和抖動(dòng)。你可以抓住這個(gè)機(jī)會(huì)試一試，情況是肯定的。

可能的情形：對(duì)于高度依賴GPU綁定型應(yīng)用

如果你正在處理一個(gè)高度依賴GPU綁定型應(yīng)用時(shí)Vulkan可能會(huì)對(duì)你有幫助。消除驅(qū)動(dòng)的開銷可以降低CPU的使用，進(jìn)而減少功耗和發(fā)熱，使得GPU能夠以更高的頻率運(yùn)行。

可能的情形：高度依賴CPU綁定型應(yīng)用由于非API調(diào)用的任務(wù)而被限制

對(duì)于高度依賴CPU的應(yīng)用程序，它主要受非API調(diào)用任務(wù)的限制，Vulkan的幫助不會(huì)特別大，但它多少會(huì)有點(diǎn)兒幫助，CPU會(huì)有更多的時(shí)間來處理其他任務(wù)，但是先優(yōu)化非API調(diào)用的任務(wù)可能是個(gè)好主意。

可能不會(huì)：當(dāng)你已經(jīng)完成一個(gè)依賴GPU的應(yīng)用并且進(jìn)行了高度優(yōu)化時(shí)

如果你的應(yīng)用已經(jīng)使用了上一代API進(jìn)行了大量的優(yōu)化，比如遵循接近零驅(qū)動(dòng)開銷(AZDO)規(guī)則，那么此時(shí)Vulkan對(duì)你來說就沒什么用處了。

PowerVR為開發(fā)人員提供了有價(jià)值的工具和SDK支持

好吧，Vulkan適合我，下一步是什么呢?

從OpenGL ES遷移到Vulkan時(shí)，需要記住的重要一點(diǎn)是采用新發(fā)布的更復(fù)雜的API時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)一些問題，Vulkan具有一定的冗長(zhǎng)特性，學(xué)習(xí)起來有一定的難度。性能的提升是有代價(jià)的，Vulkan需要更多的維護(hù)和更高的責(zé)任來確保一切能夠正常運(yùn)行。

OpenGL ES的構(gòu)建方式使得正常運(yùn)行應(yīng)用所需的操作被隱藏起來，這些操作如下：

• 資源管理
• 同步處理
• 錯(cuò)誤檢查和驗(yàn)證
• 預(yù)編譯著色器

Vulkan則更加的獨(dú)立，需要代碼顯式的定義和執(zhí)行這些操作。也就是說有很多工具和庫可以幫助開發(fā)人員完成這些方面的工作。

PowerVR是如何支持Vulkan的?

PowerVR為開發(fā)人員提供了寶貴的支持，如果你想開發(fā)使用Vulkan，看看我們的SDK就知道了。它為大家提供了一個(gè)從頭構(gòu)建的框架來支持這個(gè)新的API的開發(fā)，它提供的幫助手冊(cè)減少了樣板代碼并附帶全面的文檔資料(http://cdn.imgtec.com/sdk-documentation/PowerVR%20Framework.Development%20Guide.pdf)。

我們還提供了對(duì)Vulkan循序漸進(jìn)的介紹文檔，命名為HelloAPI，它是一個(gè)全面的用戶指南，帶領(lǐng)你完成三角形渲染所需的完整操作步驟，我們把它放在了GitHub上(https://github.com/powervr-graphics/Native_SDK/tree/b034c2c02b64b900a61f413b5f5d9069f339f3a2/examples/Vulkan/01_HelloAPI)，同時(shí)還有我們的SDK和框架源碼。

? ? ? ? 本文來源：https://www.imgtec.com/blog/stuck-on-opengl-es-time-to-move-on-why-vulkan-is-the-future-of-graphics/