探索Vulkan——现代图形API的新标杆
由于限制，传统的OpenGL已经不能满足现代计算机的需求，而Vulkan则成为了现代图形API的新标杆。本文将对Vulkan的架构、特点和应用进行详细介绍，希望能够让读者对Vulkan的了解更深入。
一、Vulkan架构
Vulkan是一个由隶属于Khronos组织的专业技术工作组设计的图形API，它是OpenGL之后的一种全新的图形渲染API。在Vulkan的设计中，Khronos工作组致力于提供一个高效、可扩展、并与硬件紧密联系的API，同时可以运行在各个平台上。
Vulkan的API分为用户API和驱动API两部分，用户API提供了一个用于处理窗口、设备、队列、缓冲区和渲染命令的简单框架，而驱动API提供了一些C++类，以便驱动程序开发者实现底层API操作。在渲染过程中，Vulkan将顶点数据和纹理数据存储在缓冲区中，并使用命令缓冲区传递给GPU。
二、Vulkan特点
Vulkan是目前最新的图形API之一，它具有很多其他API不具备的性能特点，为开发者和用户带来了很多便利。Vulkan最重要的特点包括如下几个方面：
1.多线程支持
Vulkan可以大量减少CPU和GPU之间的等待时间，因为它与多线程计算和多GPU并行处理相关联。它充分利用了多核处理器和多个GPU卡的并发性能，将单个渲染线程分解成多个线程，以发挥多个处理核心的优势。
2.更好的显存管理
与OpenGL相比，Vulkan在更好的显存管理方面更胜一筹。OpenGL大多数情况下是将纹理和缓冲区分开存储，并通过各种状态转换来切换它们。相反，Vulkan将它们统一放在一起，只要GPU允许，纹理和缓冲区就可以互换，这样就可以免除各种状态转换的成本，并更好地降低显存占用成本。
3.更好的优化和调试支持
Vulkan提供了更好的优化与调试支持。在Vulkan的设计中，开发者可以使用SPIR-V（Sud-VariantIntermediateRepresentation）编译器进行最优化的代码生成，SPIR-V是一个中间代码。VulkanAPI接口所需的高效性是由SPIR-V编译器处理的。SPIR-V的优点在于其独立性，语法和格式都是确定的，从而减轻了应用程序开发者与硬件开发者之间的差异。
三、Vulkan应用
Vulkan的主要应用领域是游戏开发，由于其高性能、高效能、多线程支持和其他方面的优点，Vulkan已被广泛用于很多视频游戏的制作中。值得注意的是，在Vulkan的发展历程中，很多游戏引擎也开始集成Vulkan，欧美一些著名游戏引擎如Unity和Unreal都已经支持了Vulkan。
在开发过程中，Vulkan提供了更多的API函数，开发人员需要更多的线程和随之而来的额外任务，这些都需要开发人员在Vulkan的图形框架中进行交互和处理。如果Unity和Unreal等引擎能够快速响应Vulkan的发展，它们很可能成为Vulkan开发的主要工具。
，Vulkan的开发对于游戏开发者来说很容易、直观，并且可以最大程度的利用CPU和GPU的优势。而对于玩家，Vulkan可以将游戏的帧率大幅提高，让玩家体验到更好的游戏画面。