本 Khronos Vulkan^® 教程基于 Alexander Overvoorde 撰写的“Vulkan 教程”，遵循 CC BY-SA 4.0 许可协议。

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本教程使用AI翻译，仅供参考，不提供准确保证，不代表官方观点

相较于原始教程，本版本采用了更新的概念进行教学：

本教程还包含了 Vulkan 用法说明、改进的同步机制以及新增内容。

本教程将教你使用 Vulkan 图形与计算 API 的基础知识。 Vulkan 是 Khronos Group 推出的一套 API，它对现代图形卡提供了更出色的抽象。 这种新的接口让你能更好地描述应用程序的意图，相比现有 API（如 OpenGL 和 Direct3D），它可以带来更好的性能，并减少驱动程序行为的不确定性。 Vulkan 背后的理念与 Direct3D 12 和 Metal 相似，但 Vulkan 的优势在于完全跨平台，允许你同时为 Windows、Linux 和 Android 进行开发。

然而，享受这些好处的同时，你也必须面对一个更为冗长、细节更丰富的 API。与图形 API 相关的每一个细节都需要由你的应用程序来设置，包括初始帧缓冲的创建，以及缓冲区、纹理图像等对象的内存管理。图形驱动会少做很多“保姆式”的工作，这意味着你需要在应用程序中做更多的工作来确保行为的正确性。

在可能的情况下，本教程会利用现代工具来简化学习和使用 Vulkan 的过程；不过，Vulkan 本身并不是为追求简单而设计的。

这里要传达的关键信息是：Vulkan 并非适合所有人。它的目标群体是对高性能计算机图形充满热情、并愿意投入精力去研究的程序员。如果你更关心游戏开发而非计算机图形本身，那么你可能更适合继续使用 OpenGL 或 Direct3D，这些 API 在短期内不会因 Vulkan 而被弃用。但需要明白的是，停留在 OpenGL 的代价是它永远不会获得光线追踪或 AI 等最新特性。OpenGL 已进入维护状态，Vulkan 才是研究和获取新特性的地方。 另一种选择是使用像 Unreal Engine 或 Unity 这样的引擎，它们能够在底层使用 Vulkan，同时向你暴露更高级别的 API。

好了，在开始之前，我们先列出学习本教程所需的一些前置条件：

本教程不假定你已经了解 OpenGL 或 Direct3D 的概念，但要求你了解 3D 计算机图形学的基础知识。例如，它不会解释透视投影背后的数学原理。关于计算机图形概念的优秀入门，可参考 这本在线书籍。 其他一些优秀的计算机图形学资源还有：

如果你愿意，也可以使用 C 语言代替 C++，但那样你需要使用不同的线性代数库，并且代码结构方面需要自己负责。 我们将在教程中使用 C++ 的类和 RAII 特性来组织逻辑和管理资源生命周期。

为了简化学习 Vulkan 的过程，我们将使用较新的 Vulkan-Hpp 绑定，它封装了一些繁琐的工作，并有助于防止某些类型的错误。我们还将使用 Vulkan RAII，并可选择使用 Vulkan 的 C++20 模块。附件模板默认禁用模块以保持最大兼容性，但如果你的工具链支持，我们建议启用它们。通过这种组合，我们将展示如何以一种方式使用 Vulkan，这种方式能直接适用于大型项目（传统上 C++ 库会导致编译时间过长），同时也展示了一种让 Vulkan 使用起来更愉悦的方法。

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我们将首先概述 Vulkan 的工作原理，以及为了在屏幕上显示第一个三角形需要完成的工作。在理解了各个小步骤在整体中的作用后，它们的目的会变得更加清晰。 接下来，我们将设置开发环境，包括 Vulkan SDK、用于线性代数运算的 GLM 库 以及用于创建窗口的 GLFW。本教程将介绍如何在 Windows 上使用 Visual Studio 以及如何在 Ubuntu Linux 上使用 GCC 进行设置。

之后，我们将实现一个 Vulkan 程序的所有基本组件，这些组件是渲染第一个三角形所必需的。每一章大致遵循以下结构：

虽然每一章都是作为前一章的延续来编写的，但也可以将各章作为介绍特定 Vulkan 特性的独立文章来阅读。这意味着本网站也可用作参考。所有 Vulkan 函数和类型都链接到了规范，因此你可以点击它们了解更多信息。欢迎向 这个 Khronos 仓库 提交反馈。

如前所述，Vulkan API 相当冗长，包含许多参数，目的是让你对图形硬件拥有最大程度的控制。这导致像创建纹理这样的基本操作需要重复很多步骤。因此，我们将在整个教程中创建自己的辅助函数集合。

每一章结尾都会提供一个指向截至该章完整代码清单的链接。如果你对代码结构有任何疑问，或者遇到了 bug 想进行比对，都可以参考它。所有代码文件都已在多家厂商的显卡上测试，以确保正确性。

如果你对本教程或网站本身有任何问题或反馈，请随时向 GitHub 仓库 提交 issue 或 pull request。你可以关注该仓库，以便收到教程更新的通知。

当你完成了在屏幕上绘制第一个由 Vulkan 驱动的三角形的“仪式”之后，我们将开始扩展程序，加入线性变换、纹理和 3D 模型。

如果你以前玩过图形 API，你就会知道在屏幕上显示第一个几何图形之前可能有很多步骤。Vulkan 中这些初始步骤也很多，但你会发现每个单独的步骤都易于理解，且不显得多余。同样重要的是要记住，一旦你有了那个看起来单调的三角形，绘制带完整纹理的 3D 模型并不会增加太多额外工作，而且之后的每一步都会带来更多的成就感。

如果你在学习本教程的过程中遇到任何问题，请先查看 FAQ，看看你的问题及其解决方案是否已经列在那里。如果之后仍然卡住，请随时在 GitHub 仓库 中寻求帮助。

准备好投入高性能图形 API 的未来了吗？ 让我们开始吧！