Vulkan ( рус. Вулкан ) — кроссплатформенный API для 2D- и 3D-графики , впервые представленный Khronos Group в рамках конференции GDC 2015 .

Vulkan API изначально был известен как «новое поколение OpenGL » или просто «glNext», но после анонса компания отказалась от этих названий в пользу названия Vulkan . Как и OpenGL , Vulkan позволяет с высокой производительностью отображать в реальном времени различные приложения с 3D-графикой , такие как игры или интерактивные книги на всех платформах, а также обеспечивает более высокую производительность и меньшую нагрузку на процессор , аналогично Direct3D 12 , и Mantle . Vulkan основан на технологиях AMD в Mantle .

Обзор

Целью Vulkan было превзойти другие API , включая его предшественника OpenGL , в части снижения накладных расходов, повышения степени прямого контроля над GPU и уменьшения нагрузки на CPU . Vulkan имеет предполагаемые преимущества:

• OpenGL использует язык высокого уровня для написания шейдеров GLSL . Это вынуждает каждого производителя OpenGL - драйвера реализовывать свой собственный компилятор для GLSL, который работает во время выполнения графического приложения, компилируя шейдерные программы в исполняемый код целевой платформы. Vulkan вместо этого предлагает промежуточный двоичный формат , аналогичный двоичному формату, в который компилируются HLSL -шейдеры на платформе Direct3D . Это снимает бремя с поставщиков драйверов , позволяя компилировать шейдеры на этапе разработки. Также позволяет разработчикам приложений писать шейдеры на других языках, кроме GLSL.
• Кроссплатформенный API поддерживается на мобильных устройствах и высокопроизводительных видеокартах .
• Улучшенная поддержка современных систем, использующих многопоточность .
• Снижение нагрузки на центральный процессор в ситуациях, когда он является недостаточно производительным, что позволяет достичь более высокой пропускной способности для GPU-вычислений и визуализации.
• Серьёзным преимуществом Vulkan перед Direct3D 12 когда-то была возможность запускать современные 3D-игры не только в среде Windows 10 , но и на компьютерах под управлением ОС Windows 7 и Windows 8.1 .

Для упрощения разработки приложений на Vulkan в 2018 году AMD выпустила вспомогательную оболочку , которая берёт на себя многие вспомогательные функции при разработке, так что разработчику необязательно сразу разбираться со всеми тонкостями работы Vulkan API .

История

Летом 2014 года Khronos Group начала проект по созданию следующего поколения графического API . В 2014 году на SIGGRAPH проект был публично анонсирован с призывом к участию.

Согласно ведомству США по патентам и товарным знакам , фирменный знак «Vulkan» был зарегистрирован 19 февраля 2015 года .

Vulkan был официально назван и анонсирован на Game Developers Conference 2015, хотя домыслы и слухи вокруг нового API существовали заранее. Один из вариантов названий был «glNext» .

3 марта 2015 года Valve анонсировала Source 2 , игровой движок с поддержкой графического API Vulkan .

В начале 2015 года LunarG (финансируется Valve ) разработан и представлен драйвер Linux для Intel , который позволил Vulkan иметь совместимость с интегрированной графической системой HD 4000 серии, которая, несмотря на открытый драйвер Mesa , не полностью совместима с OpenGL 4.0 . Существует ещё возможность поддержки Ivy Bridge , так как он поддерживает Direct3D 11 .

10 августа 2015 года Google объявила о будущей версии Android с поддержкой Vulkan .

18 декабря 2015 года Khronos Group объявила о том, что спецификация версии Vulkan 1.0 практически завершена и будет выпущена, когда будут доступны совместимые драйверы .

16 февраля 2016 года выпущена публичная спецификация версии Vulkan 1.0 и экспериментальные драйверы для видеокарт AMD и Nvidia .

26 февраля 2018 года Khronos в рамках спецификации The Vulkan® Portability Initiative выпустили общедоступную версию Vulkan 1.0 SDK для работы на платформах macOS и iOS .

7 марта 2018 года выпущена публичная спецификация версии Vulkan 1.1 .

15 января 2020 года выпущена публичная спецификация версии Vulkan 1.2 .

15 января 2020 года Khronos Group объявила что HLSL -компилятор от Microsoft теперь поддерживает трансляцию в . Теперь HLSL наряду с GLSL официально является языком программирования шейдеров для Vulkan .

17 марта 2020 года была добавлена поддержка трассировки лучей .

22 января 2022 года выпущена публичная спецификация версии Vulkan 1.3 .

1 сентября 2022 выпущено расширение VK_EXT_mesh_shader для поддержки меш шейдеров .

Использование Vulkan

Игры

• The Talos Principle — первая игра от хорватской компании Croteam , использующая данную технологию на практике.
• Dota 2 — 23 марта 2016 года была добавлена экспериментальная поддержка Vulkan и попала в релиз в мае 2016.
• Doom — 11 июля 2016 года Id Software выпустили патч для игры Doom (2016) , в котором отрисовка графики и расчёт физических взаимодействий были переделаны с OpenGL на Vulkan.
• Doom Eternal — изначально использует API Vulkan.
• Rage 2 — изначально использует API Vulkan.
• vkQuake — порт игры Quake на Vulkan выпущен в июле 2016.
  • Официальне переиздание Quake, вышедшее 19 августа 2021 года, использует Vulkan по умолчанию.
• Need for Speed: No Limits , Vainglory и — в июне 2016 года Samsung объявила о поддержке портирования игр с OpenGL ES на Vulkan для смартфона Samsung Galaxy S7 .
• Mad Max (игра, 2015) — 30 марта 2017 года в бета-тест вышла версия игры для Linux, использующая Vulkan.
• Olympus Rising — Поддержка добавлена 20 августа 2016.
• Rust — Поддержка добавлена 13 января 2017.
• Destinations — Поддержка добавлена 22 февраля 2017.
• Wolfenstein II: The New Colossus — Поддержка добавлена 27 октября 2017.
• Escape from Tarkov — объявлено добавление поддержки в будущем.
• X4 Foundations — объявлена поддержка Vulkan.
• Star Citizen — объявлена поддержка Vulkan.
• No Man's Sky — поддержка добавлена в патче 1.77.
• World War Z — изначально использует API Vulkan.
• Red Dead Redemption 2 — изначально использует API Vulkan. Игра поддерживает два API — Vulkan и DirectX 12, но согласно отзывам игроков и обзорам, производительность при использовании Vulkan выше .
• Detroit: Become Human — изначально использует API Vulkan .
• Tom Clancy’s Rainbow Six Siege и Tom Clancy’s Ghost Recon Breakpoint — 28 января 2020 года была добавлена экспериментальная поддержка API Vulkan
• X-Plane 11 — 3 апреля 2020 года, студия-разработчик игры-авиасимулятора выпустила обновление 11.50, которое включает в себя API Vulkan.
• Path of Exile — 28 мая 2020 года было выпущено обновление 3.10.2 с поддержкой бета-версии отрисовщика на базе Vulkan.
• Baldur's Gate III — изначально использует API Vulkan. Игра поддерживает два API — Vulkan и DirectX 11.
• War Thunder — поддержка Vulkan была дополнительной к OpenGL, в настоящее время Vulkan по умолчанию используется как минимум в версии клиента для Linux.

• PUBG: New State — мобильная игра с поддержкой графического интерфейса Vulkan и OpenGL ES при выходе (04.11.2021)

• Counter-Strike: Global Offensive — Добавлена поддержка 11 Декабря 2021 года. DXVK (DirectX-Vulkan)

• Brawl Stars — Мобильная кроссплатформенная игра. Поддержка была добавлена 16 Декабря 2021 года. Ранее игра поддерживала OpenGL.

Игровые движки

• Source 2 — В марте 2015, Valve Corporation анонсировала Source 2, который получил поддержку Vulkan.
• Serious Engine 4 — В феврале 2016, Croteam объявила о поддержке Vulkan в Serious Engine.
• Unreal Engine 4 — В феврале 2016, Epic Games анонсировала Unreal Engine 4 с поддержкой Vulkan.
• Unreal Engine 5 — Поскольку движок — продолжение Unreal Engine 4, в нём уже был Vulkan изначально.
• — В апреле 2016, разработчики объявили что добавили поддержку Vulkan.
• Quake Engine — В июне 2016 была добавлена поддержка Vulkan.
• id Tech 3 — В мае 2017 была добавлена поддержка Vulkan.
• id Tech 4 — В августе 2017 была добавлена поддержка Vulkan.
• id Tech 6 — В мае 2016 id Software объявили что Doom на движке id Tech 6 будет поддерживать Vulkan.
• id Tech 7 — В июне 2018 id Software анонсировали движок id Tech 7 который работает исключительно на Vulkan.
• — В июле 2016, была добавлена поддержка Vulkan.
• Unity — Поддержка Vulkan появилась в версии 5.6.
• CryEngine — Поддержка Vulkan появилась в версии 5.4.
• Intrinsic — бесплатный кросс-платформенный игровой движок с открытым исходным кодом, который поддерживает Vulkan.
• Unigine — В апреле 2017, Unigine Corp анонсировала поддержку Vulkan для своего движка Unigine.
• Abyss Engine — В мае 2017, Deep Silver выпустила Galaxy on Fire 3 Manticore на Android с поддержкой Vulkan.
• Banshee 3D — бесплатный кросс-платформенный игровой движок с открытым исходным кодом, который поддерживает Vulkan.
• Godot Engine — Была добавлена поддержка в версии 4.0.
• Turbo Engine (Leadwerks 5.0) — платный движок, от Leadwerks Technologies.

Библиотеки обёртки

• Anvil — сокращает время на написание рабочего приложения Vulkan с нуля. Часть проекта .
• GLOVE — «OpenGL ES Over Vulkan», действует как промежуточный слой между OpenGL ES и Vulkan .
• MoltenVK — позволяет приложениям Vulkan работать поверх в операционных системах macOS и iOS от Apple .
• V-EZ — «Лёгкий режим» для Vulkan, предназначен для упрощения сложности использования Vulkan. Часть проекта .
• Vulkan-Hpp — обёртка для языка программирования C++ .
• Vulkano — обёртка для языка программирования Rust .
• PasVulkan — обёртка для языка программирования Object Pascal .
• NVK — Vulkan API для Node.js , позволяет писать приложений на языках программирования JavaScript и TypeScript .
• DXVK — обертка для использования DirectX 9-11 игр и приложений под Vulkan без необходимости их переписывать
• nGlide — обертка для использования Glide игр и приложений под Vulkan без необходимости их переписывать.
• D9VK — обертка для использования DirectX 9 игр и приложений под Vulkan без необходимости их переписывать.
• D8VK — обертка для использования DirectX 8 игр и приложений под Vulkan без необходимости их переписывать.

Совместимость

Начальная спецификация утверждает, что Vulkan будет работать на оборудовании, которое в настоящее время поддерживает OpenGL ES 3.1 или OpenGL 4.x и выше . В качестве поддержки Vulkan потребует новых графических драйверов , но это не обязательно означает, что все существующие устройства, которые поддерживают OpenGL ES 3.1 или OpenGL 4.x будут иметь доступные драйверы с поддержкой Vulkan.

См. также

• OpenGL — другой графический API от Khronos Group .
• OpenCL — другой API для вычислений от Khronos Group .
• Mantle — низкоуровневый графический и вычислительный API от AMD .
• DirectX — набор API для Windows и Xbox .
• — низкоуровневый графический и расчётный API для iOS и macOS .
• — свободный графический драйвер видеокарт AMD для Linux .
• Glide — API для трёхмерной графики , разработанный 3dfx Interactive .

Примечания

Литература

• Селлерс Г. Vulkan. Руководство разработчика = Vulkan. Programming Guide. — , 2017. — 394 с. — ISBN 978-5-97060-486-1 .