itciskra.ru
Однако, несмотря на то, что оба API выполняют схожие функции, они имеют существенные отличия в своей архитектуре и подходах к программированию графики. Vulkan разработан как кросс-платформенный API и является открытым стандартом, в то время как DirectX 12 является эксклюзивным API для операционной системы Windows.
Vulkan обеспечивает высокую производительность и низкую накладную стоимость операций, предоставляя разработчикам возможность контролировать каждую деталь при работе с графическими ресурсами. Он оперирует понятием «эксплицитного управления» и требует от разработчиков более глубокого понимания графического программирования.
С другой стороны, DirectX 12 предоставляет более высокий уровень абстракции и упрощает процесс разработки. Он использует подход «неявного управления», который автоматически управляет многими аспектами программирования графики, что позволяет разработчикам сосредоточиться на создании содержимого и повышении производительности приложений.
Определение графических API
Графический API (Application Programming Interface) представляет собой набор функций и процедур, которые разработчики программного обеспечения используют для взаимодействия с графическими процессорами и создания компьютерной графики. Графические API предоставляют разработчикам доступ к аппаратным возможностям графических процессоров, что позволяет создавать трехмерные сцены, анимацию, визуализацию и другие графические эффекты.
Графические API различаются по функциональности, совместимости с аппаратным обеспечением и операционными системами. Некоторые API, такие как DirectX и Vulkan, разработаны компаниями Microsoft и Khronos Group соответственно, и поддерживаются на широком спектре платформ, включая Windows, Linux и MacOS.
Применение графических API позволяет разработчикам обращаться к аппаратному уровню графического процессора без необходимости написания низкоуровневого кода. Вместо этого, разработчики могут использовать высокоуровневые функции и библиотеки, предоставляемые графическими API, для создания сложных графических приложений.
Графические API также обеспечивают эффективное использование аппаратных ресурсов и оптимизацию производительности графического процессора. Они позволяют распараллеливать вычисления и управлять рендерингом графических объектов, что позволяет достичь высокой скорости работы приложений и реалистичной визуализации.
| Графические API | Особенности | Поддержка платформ |
|---|---|---|
| DirectX 12 | Разработан Microsoft, поддерживается на ОС семейства Windows | Windows |
| Vulkan | Разработан Khronos Group, кросс-платформенная поддержка (Windows, Linux, MacOS) | Windows, Linux, MacOS |
Производительность Vulkan и DirectX 12
Однако, есть некоторые отличия в подходе к производительности между двумя API. Vulkan предлагает более гибкую и мощную систему управления памятью и потоками команд, что позволяет разработчикам более точно контролировать нагрузку на видеокарту и процессор. Это может привести к более высокой производительности при правильной оптимизации кода.
С другой стороны, DirectX 12, в отличие от Vulkan, предоставляет такие функциональные возможности, как многопоточное рендеринг и поддержка распределенного рендеринга. Это значит, что DirectX 12 может более эффективно использовать многопоточность процессора и распределенные вычисления для упрощения разработки масштабируемых многопоточных игр или приложений.
В целом, производительность Vulkan и DirectX 12 зависит от конкретной реализации API, компьютерной аппаратуры и оптимизации кода приложений. Возможности обоих API позволяют разработчикам максимизировать производительность и эффективное использование ресурсов, что делает эти API популярными среди профессиональных разработчиков игр и графики.
Многопоточность и параллелизм
В Vulkan концепция многопоточности встроена непосредственно в его архитектуру. API предоставляет программисту полный контроль над созданием и управлением потоками выполнения, что позволяет эффективно распараллеливать работу с графическими ресурсами. Более того, Vulkan позволяет использовать несколько потоков команд для запуска графических задач параллельно, что позволяет полностью задействовать все вычислительные возможности современных многоядерных процессоров.
DirectX 12 также предоставляет поддержку многопоточности и параллелизма, но его подход отличается от Vulkan. В DirectX 12 задачи могут быть разделены на группы и ресурсы могут быть распределены между разными потоками выполнения. Однако, когда речь идет о параллельной обработке команд, DirectX 12 требует более жесткой синхронизации и управления потоками выполнения. Это может привести к более сложному и громоздкому коду в сравнении с Vulkan.
Таким образом, оба графических API Vulkan и DirectX 12 предлагают возможности для использования многопоточности и параллелизма, что позволяет оптимизировать работу с графическими ресурсами. Однако подходы данных API отличаются, и выбор между ними может зависеть от конкретных задач и требований разработчика.
Кроссплатформенность
В отличие от этого, DirectX 12 предназначен только для Windows и Xbox, что ограничивает возможности разработчиков в плане портирования приложений на другие платформы.
Кроссплатформенность Vulkan делает его сильным инструментом для создания графических приложений, которые могут быть использованы на разных устройствах и операционных системах, что делает его особенно привлекательным для разработчиков игр и профессиональных приложений.
Диспетчеризация ресурсов
В Vulkan и DirectX 12 диспетчеризация ресурсов реализована по-разному.
В Vulkan работа с ресурсами осуществляется через командные буферы. В командном буфере происходит запись всех операций, которые должны быть выполнены графическим процессором. Для запуска выполнения команд из буфера используется команда vkQueueSubmit. При этом разработчик самостоятельно контролирует все этапы диспетчеризации ресурсов – начиная с заполнения командного буфера и заканчивая запуском его выполнения, что позволяет достичь высокой степени контроля над работой графического аппарата.
DirectX 12 также использует командные буферы, но в отличие от Vulkan, диспетчеризация ресурсов осуществляется при помощи списков команд. Список команд представляет собой набор операций, которые необходимо выполнить графическому процессору. DirectX 12 обеспечивает гибкость и возможность параллельного выполнения команд, что способствует повышению производительности.
Оба API предоставляют программистам гибкий механизм контроля диспетчеризации ресурсов, но имеют различный подход к реализации данной функциональности.
Поддержка функциональности и расширений
Оба графических API, Vulkan и DirectX 12, предоставляют широкий набор функциональности и возможностей для разработчиков. Однако, есть некоторые различия в поддержке функциональности и расширений между этими двумя API.
Vulkan построен на принципе модульности, что означает, что основные функции API остаются небольшими и компактными. Функциональность Vulkan может быть расширена с помощью специальных модулей расширений, которые разрабатываются и поддерживаются либо самими разработчиками API, либо сторонними компаниями. Это позволяет использовать только те расширения, которые необходимы для конкретного проекта, что способствует оптимизации производительности.
DirectX 12 также поддерживает расширения, но в отличие от Vulkan, DirectX 12 предоставляет более заранее определенный набор функциональности. Это означает, что не все расширения будут доступны в DirectX 12 и некоторые могут быть включены только в будущих версиях API от Microsoft. В то же время, DirectX 12 предоставляет широкий набор стандартных функций, которые могут быть использованы разработчиками без необходимости в расширениях.
Общая поддержка функциональности и расширений может быть важным фактором при выборе между использованием Vulkan или DirectX 12 в разработке графического приложения. В случае необходимости более гибкой и настраиваемой функциональности, Vulkan может быть более предпочтительным выбором. Однако, если разработка будет основываться на уже существующих стандартных функциях DirectX 12 или требуется использование специфичных функций этого API, DirectX 12 может быть предпочтительным решением.