跨平臺之王——OpenGL

OpenGL發(fā)展至今，已經有20余年，作為一個成熟并久負盛名的跨平臺計算機圖形應用程序接口規(guī)范，它被廣泛使用在游戲、影視、軍事、航空航天、地理、醫(yī)學、機械設計，以及各類科學數據可視化等領域，也演變出各種版本不過都是基于opengl的比如嵌入式中的OpenGL ES，又基于OpenGL ES發(fā)展而來的web端也是H5現在最重要的WebGL，WebGL又是為H5 提供了畫布功能，同樣的都是基于js的框架 WebGl都有three.js cesium badylon.js等等框架應用場景也都不一樣，他們的介紹在我博客中有介紹three.js cesium badylon.js 以及webgl區(qū)別；
OpenGL可以用來做什么？視頻、圖形、圖片處理 ，2D/3D游戲引擎開發(fā)，科學可視化，醫(yī)學軟件開發(fā)，CAD(計算機輔助技術)，虛擬實境(AR，VR)，AI(人工智能)；
OpenGL是一種圖形應用程序編程接口(Application Programming Interface，API)。它是一種可以對圖形硬件設備特性進行訪問的軟件庫，OpenGL被設計為一個現代化的、硬件無關的接口，因此我們可以在不考慮計算機操作系統(tǒng)或窗口系統(tǒng)的前提下，在多種不同的圖形硬件系統(tǒng)上，完全通過軟件的方式實現OpenGL的接口。
OpenGL還提供了：

基于Windows平臺開發(fā)者——D3D

Direct3D（簡稱：D3D）與DirectX的關系DirectX，由微軟創(chuàng)建的多媒體編程接口，是由很多API組成，按照性質分類，分為：顯示部分、聲音部分、輸入部分和網絡部分，其中顯示部分擔任圖像處理關鍵，其中D3D就是其中的一部分。
D3D主要負責3D效果的顯示，例如CS中的場景和人物就使用了DirectX的D3D，它與OpenGL同為電腦繪圖軟件和電腦游戲最常用的兩套繪圖編程接口之一。,最重要的版本是D9、D11\D12是很大的不同版本；以下是D3D的官網；
Microsoft的D3D組件、其他Microsoft DirectX、操作系統(tǒng)和系統(tǒng)硬件之間的關系:
HAL（硬件抽象層）提供設備獨立；HAL是由設備制造商提供的設備指定接口，D3D直接使用顯示硬件來工作。程序才能不需要和HAL交互。應用程序使用D3D暴露的一系列接口和方法而不是HAL提供的機制來使用顯示設備。 3D程序和GDI程序一樣都通過顯示卡的設備驅動來訪問圖形硬件。與GDI不同的是，D3D可以在選擇一個HAL設備的時候利用硬件特性，HAL設備提供了基于顯示卡支持的硬件加速

這里特別強調：說道D3D就不得不說GDI，同樣是微軟的親兒子有什么不同？
都是用的顯卡加速，區(qū)別最大的是D3D支持顯存位圖，GDI中位圖只能是內存，而且D#D處理方式更加貼近硬件解析更快，GDI已經喪失了加速！

OpenGL的替代者——VulkanVulkan

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是基于AMD的Mantle API演化而來，目前Vulkan 1.0標準已經完成并正式發(fā)布。Vulkan是一個跨平臺的2D和3D繪圖應用程序接口（API），最早由科納斯(Khronos)組織在2015年游戲開發(fā)者大會（GDC）上發(fā)表。旨在替代OpenGL，提高圖形性能。
相對于OpenGLVulkan的優(yōu)勢：

• 更簡單的顯示驅動（ Vulkan提供了能直接控制和訪問底層GPU的顯示驅動抽象層，
  顯示驅動只是對硬件薄薄的封裝，這樣能夠顯著提升操作GPU硬件的效率和性能。之前OpenGL的驅動層對開發(fā)者隱藏的很多細節(jié)，現在都暴露出來。Vulkan甚至不包含運行期的錯誤檢查層。驅動層干的事情少了，隱藏的bug也就少了）
• 支持多線程（
  Vulkan不再使用OpenGL的狀態(tài)機設計，內部也不保存全局狀態(tài)變量。顯示資源完全由應用層負責管理，包括內存管理、線程管理、多線程繪制命令產生、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，減少CPU等待，降低延遲。
  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(fā)人員的要求也更高）
• 預編譯shader(這個非常強！驅動層不提供前端shader編譯器，只支持標準可移植中間表示二進制代碼（SPIR-V）。即提高了執(zhí)行Shaders的效率又增加了將來著色語言的靈活性。所以目前的GLSL/HLSL可以直接通過工具轉換為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!)

CPU與GPU、OPENGL、DX、顯卡驅動間的關系：

個人建議：

如果是一個新手的話，不建議直接學習vulkan，vulkan的使用門檻很高，需要對硬件驅動框架有一個比較綜合的認識，并且vulkan的環(huán)境很難搭建，極容易讓新人產生挫敗感，從而興趣。opengl的入門相對容易，對新人很友好，由于是學習階段，因此也不用太關心opengl的性能/多線程問題，在使用的過程中可以加深去底層驅動及硬件架構的認識，在有了一些的基礎之后再入手vulkan會更加容易

總結

以上是生活随笔為你收集整理的openGL、D3D、vulkan区别简介的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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