Vulkan(API)

그래픽 라이브러리
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OpenGL	Vulkan	DirectX	Metal
그 외 그래픽 라이브러리

<colbgcolor=#a41e22><colcolor=#fff> Vulkan
개발	크로노스 그룹
출시 일자	2016년 2월 16일
최신 버전	1.4.321[1]
프로그래밍 언어	C
플랫폼	Microsoft Windows, macOS, Linux, Android, 닌텐도 스위치 등[2]
웹사이트	https://www.vulkan.org

1. 개요

2. 이름

3. 버전

4. 특징

4.1. 크로스 플랫폼 지원

4.2. 특정하지 않는 셰이더 프로그래밍 언어

4.3. 멀티스레딩을 이용한 멀티코어 병렬 처리

4.4. 레이트레이싱 지원

4.5. OpenGL과의 차이점

4.5.1. 커맨드 버퍼 및 큐

4.5.2. 오브젝트 기반

4.5.3. 에러 확인

4.5.4. 개발 난이도

4.5.4.1. 예제

#!syntax cpp
VkPipeline pipeline;
...

VkVertexInputBindingDescription vertex_binding_description = { ... };
VkPipelineVertexInputStateCreateInfo vertex_input_info = { ... };
VkPipelineDepthStencilStateCreateInfo depth_stencil_info = { ... };
VkPipelineInputAssemblyStateCreateInfo input_asm_info = { ... };
VkViewport viewport = { ... };
VkRect2D scissor = { ... };
VkPipelineViewportStateCreateInfo viewportinfo = { ... };
VkPipelineRasterizationStateCreateInfo rastinfo = { ... };
VkPipelineMultisampleStateCreateInfo multinfo = { ... };
VkPipelineColorBlendAttachmentState colorattach = { ... };
VkPipelineColorBlendStateCreateInfo colorinfo = { ... };
VkPipelineLayoutCreateInfo layoutinfo = { ... };

if (vkCreatePipelineLayout (device, &layoutinfo, nullptr, &pipeline_layout) != VK_SUCCESS) {
	throw std::runtime_error ("vkCreatePipelineLayout failure");
}

VkGraphicsPipelineCreateInfo info = {
	VK_STRUCTURE_TYPE_GRAPHICS_PIPELINE_CREATE_INFO,
	...,
	&vertex_input_info,
	&input_asm_info,
	nullptr,
	&viewportinfo,
	&rastinfo,
	&multinfo,
	&depth_stencil_info,
	&colorinfo,
	nullptr,
	pipeline_layout,
	renderpass,
	0,
	VK_NULL_HANDLE,
	-1
};

if (vkCreateGraphicsPipeline (device, VK_NULL_HANDLE, 1, &info, nullptr, &pipeline) != VK_SUCCESS) {
	throw std::runtime_error ("vkCreateGraphicsPipeline failure");
}

5. 요구 사항

5.1. GPU

5.2. 운영체제

• Microsoft Windows
  Windows에서 Vulkan API를 사용하기 위해서는 Windows 7 서비스 팩 1 이상이어야 하며, 이 사이트에서 자신의 기기가 Vulkan API를 지원하는지 확인할 수 있다.
• Linux
  최신 버전에는 처음 설치 때부터 포함되어 있는 경우도 있다. 엔비디아 그래픽카드의 경우 상용 드라이버를 설치해야 하며, AMD와 같은 다른 제조사의 경우 패키지 관리자에서 제공되는 Mesa 드라이버를 설치해도 대부분 잘 작동한다. 우분투와 같은 데비안 기반의 운영체제의 경우 패키지 이름이 'mesa-vulkan-drivers'이다.
• Android
  안드로이드 7.0 누가 이상에서 공식으로 지원된다.[18] 아직 모든 기기의 드라이버가 최적화되어 있지는 않지만, 잘 작성한 프로그램은 대개 OpenGL ES보다 성능이 나은 편이다.
• 애플 운영체제: (macOS, iOS, iPadOS, watchOS, visionOS
  애플은 Vulkan API를 공식 지원하지 않는다. 애플은 자기들이 개발한 Metal API를 위해서 향후 출시될 운영체제에서 OpenGL를 천천히 퇴출시키겠다고 발표했다.#[19][20] 다만, 서드파티 라이브러리인 MoltenVK를 통해 제한적으로 사용할 수 있다.

5.3. 지원 엔진

• 언리얼 엔진 4.14부터 지원
• 유니티 엔진 - 2017.4부터 지원
• Godot Engine
• 소스 2 - 개발사인 밸브에서 이 엔진으로 제작한 게임은 모두 Vulkan및 Steam Deck의 SteamOS를 비롯한 다양한 리눅스 배포판들의 네이티브 구동을 지원한다.
• id Tech 엔진 - 2부터 지원
• 유비소프트 앤빌 - 2.0부터 지원
• 조미니 엔진
• RAGE - 8부터 지원
• TW 엔진
• 디비니티 엔진
• 스웜 엔진
• 아발란체 엔진
• O3DE

5.4. 드라이버

6. 기타

• Sascha Willems라는 개발자가 깃허브에 Vulkan으로 가능한 예제를 올려두고 있다.
• vulkan-tutorial.com이 공식 튜토리얼에 비해서 설명과 팁이 직관적이고 이해하기 쉽다.
• AMD에서 가장 적극적으로 밀고 있다. Vulkan의 기초 기반이 AMD의 맨틀 API인 것도 있지만 무엇보다 OpenGL의 최적화가 바닥을 가는 AMD에서 그나마 엔비디아에 가장 근접한 성능을 낼 수 있기 때문이다. AMD에서 OpenGL은 최하 50~70%까지 속도가 저하되었으며 이 부분은 둠 리부트에서 매우 두드러지게 드러났기에 AMD의 최대 약점으로 유명했다.
• id Tech 엔진은 Vulkan을 지원하는 게임이 많았는데 마이크로소프트가 id 소프트웨어를 인수하면서 앞으로 어떻게 될지 불투명하다. 다이렉트 X 최적화가 우선 될 가능성이 크다.
• GPGPU용으로도 사용이 가능하다. 다이렉트ML등으로 명칭을 구분하는 다이렉트X와달리 그냥 Vulkan이라 한다.
• 밸브 코퍼레이션이 Vulkan 스펙에도 많은 관여를 하고 있는데, 그 중에는 DirectX와의 호환성을 맞추는 확장이 적지 않은 비중을 차지한다. API 레벨에서부터 DirectX와 호환성을 맞춤으로서 Proton 호환성 레이어에서 Vulkan과 DirectX간의 API 디자인 차이로 인한 비효율을 최대한 줄이려는 목적이다.