還在使用OpenGL ES作渲染，你Out了，趕忙來擁抱Vulkan吧~

背景介紹

Vulkan是Khronos組織制定的「下一代」開放的圖形顯示API。是與DirectX12可以匹敵的GPU API標準。

Vulkan是基於AMD的Mantle API演化而來，眼下Vulkan 1.0標準已經完畢並正式公佈。下圖是Vulkan的效果：

上一代的OpenGL|ES並不會被遺棄。還會繼續發展，很是有可能OpenGL|ES變爲Vulkan的簡化API。

Vulkan的優點

與OpenGL|ES相比Vulkan的優點：

一、更簡單的顯示驅動層

Vulkan提供了能直接控制和訪問底層GPU的顯示驅動抽象層。顯示驅動僅僅是對硬件薄薄的封裝，這樣可以顯著提高操做GPU硬件的效率和性能。以前OpenGL的驅動層對開發人員隱藏的很是多細節，現在都暴露出來。Vulkan甚至不包括執行期的錯誤檢查層。驅動層乾的事情少了，隱藏的bug也就少了。

二、支持多線程

Vulkan再也不使用OpenGL的狀態機設計，內部也不保存全局狀態變量。顯示資源全然由應用層負責管理。包括內存管理、線程管理、多線程繪製命令產生、渲染隊列提交等。

應用程序可以充分利用CPU的多核多線程的計算資源，下降CPU等待，下降延遲。帶來的問題是。線程間的同步問題也由應用程序負責，從而對開發人員的要求也更高。

三、預編譯Shaders

驅動層不提供前端shader編譯器。僅僅支持標準可移植中間表示二進制代碼（SPIR-V）。

即提升了執行Shaders的效率又添加了未來着色語言的靈活性。

因此眼下的GLSL/HLSL可以直接經過工具轉換爲SPIR-V。在Vulkan中使用。這樣就可以使用離線的shader編譯。

另外。SPIR-V還支持OpenCL!

四、跨平臺

支持桌面、移動設備、遊戲主機、嵌入式……僅僅要需要顯示的地方，貌似都能支持。

這也是Vulkan與DirectX12相比的優點。

Vulkan與多線程

OpenGL|ES不支持多線程一直被廣爲詬病。Vulkan開始設計之處就考慮多線程問題，可以說就是爲了多線程而設計的。命令緩衝和和命令調度隊列是Vulkan支撐多線程的重要組成部分。類似OpenGL的上下文狀態。

Vulkan的命令緩衝都是獨立的互不干擾的單元。支持在多個線程中建立。這樣就可以由多個線程建立不一樣的繪製命令。由單獨的線程管理渲染命令隊列，統一提交給GPU繪製，例如如下圖所看到的：

Vulkan窗體系統集成

Vulkan把顯示設備的建立和窗體系統的建立明白分開。

顯示設備僅僅提供支持可視化的顯示隊列的接口，應用程序控制怎樣顯示繪製結果。比方先後顯示緩衝這些的都由應用程序建立和設置。

Vulkan提供標準的擴展API支持多窗體系統。如Android、Windows、X等窗體系統。

Android平臺上的Vulkan演進

Android 7.0 添加了對Vulkan的支持。Vulkan 是用於高性能 3D 圖形的低開銷、跨平臺 API。與 OpenGL ES 同樣，Vulkan 提供多種用於在應用中建立高質量的實時圖形的工具。Vulkan 的優點包括下降 CPU 開銷以及支持SPIR-V 二進制中間語言。系統芯片 (SoC) 供應商（如 GPU 獨立硬件供應商 (IHV)）能夠編寫適用於 Android 的 Vulkan 驅動程序；原始設備製造商 (OEM) 只需爲特定設備集成這些驅動程序便可。要詳細瞭解 Vulkan 驅動程序如何與系統進行交互、應如何安裝特定於 GPU 的工具以及特定於 Android 的要求，請參閱實現 Vulkan。應用開發者能夠利用 Vulkan 來建立在 GPU 上執行命令的應用，大幅下降開銷。此外，Vulkan 還能夠更直接地映射到當前圖形硬件中的功能，最大限度地下降驅動程序的出錯機率，並減小開發者的測試時間（例如，排查 Vulkan 錯誤所需的時間更短）。

Android Vulkan 組件

Vulkan 支持包含如下組件：

Vulkan 驗證層（在 Android NDK 中提供）。這是開發者在開發 Vulkan 應用期間使用的一組庫。圖形供應商提供的 Vulkan 運行時庫和 Vulkan 驅動程序不包含使 Vulkan 運行時保持高效的運行時錯誤檢查功能，而是使用驗證庫（僅在開發過程當中）來查找應用在使用 Vulkan API 時出現的錯誤。Vulkan 驗證庫在開發過程當中關聯到應用並執行此錯誤檢查。在找出全部 API 使用問題以後，該應用將再也不須要包含這些庫。

Vulkan 運行時（由 Android 提供）。這是一個原生庫 ((libvulkan.so)，提供稱爲Vulkan的新公共原生 API。大多數功能由 GPU 供應商提供的驅動程序實現；運行時會封裝驅動程序、提供 API 攔截功能（針對調試和其餘開發者工具）以及管理驅動程序與平臺依賴項（如 BufferQueue）之間的交互。Vulkan 驅動程序（由 SoC 提供）。將 Vulkan API 映射到特定於硬件的 GPU 命令以及與內核圖形驅動程序的交互。已修改的組件爲支持 Vulkan，Android 7.0 對如下現有圖形組件進行了修改：

BufferQueue：Vulkan 運行時經過現有ANativeWindow接口與現有的 BufferQueue 組件進行交互。對ANativeWindow和 BufferQueue 進行了細微的修改（新枚舉值和新方法），而架構沒有任何變動。

Gralloc HAL：添加了一個新的可選接口，用於瞭解是否可將某種指定格式用於特定生產方/消費方組合，而無需實際分配緩衝區。

Vulkan API：Android 平臺包括來自 Khronos Group 的Vulkan API 規範的Android 特定實現。Android 應用必須使用Window 系統集成 (WSI) 擴展程序來輸出其呈現內容。

Fuchsia上的使用

2016年開始，Google有一羣超過百人的工程師團隊祕密研發一款名爲Fuchsia的新系統，該團隊很豪華，有來自Android、iPhone、WebOS、Chrome、Flutter等核心工程師，這麼多優秀的人在一塊兒研發這個項目，的確值得期待。Fuchsia的內核採用Zircon，UI層採用Flutter框架，底層渲染Escher，支持Vulkan做爲底層Graphics API。

Google表示將來幾年會大力推廣Vulkan技術，Vulkan是一種跨平臺的高性能低開銷的圖形接口，在移動設備上比OpenGL ES有着更出色的表現。Vulkan將會是將來Android平臺的一個發展方向，尤爲是遊戲領域，好比王者榮耀Vulkan版本。

Android Q

xda大神爆料，安卓Q開始將使用vulkan進行默認的UI渲染，安卓的UI將進入純GPU渲染的階段，流暢度暴增一個數量級。

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