如何从 Vulkan 渲染到 OpenGL？

Question

是否可以从 Vulkan 渲染到 OpenGL？

似乎 nVidia 有一些东西： https : //lunarg.com/faqs/mix-opengl-vulkan-rendering/

可以为其他GPU完成吗？

Answer 1

是的，如果Vulkan 实现和 OpenGL 实现都有适当的可用扩展，这是可能的。

这是 Vulkan Samples 存储库中示例应用程序的屏幕截图，该应用程序使用 OpenGL 将简单的着色玩具渲染为纹理，然后在 Vulkan 渲染窗口中使用该纹理。

虽然你的问题似乎暗示你想要做相反的事情（使用 Vulkan 渲染某些东西，然后使用 OpenGL 显示结果），但同样的概念也适用......在一个 API 中填充纹理，使用同步来确保 GPU 工作完成，然后使用其他 API 中的纹理。 你也可以用缓冲区做同样的事情，例如你可以使用 Vulkan 进行计算操作，然后在 OpenGL 渲染中使用结果。

要求

这样做需要 OpenGL 和 Vulkan 实现都支持所需的扩展，但是，根据这个站点，这些扩展在操作系统版本和 GPU 供应商之间得到广泛支持，只要您使用的是最近的 (> 1.0.51) Vulkan 版本。

您需要 OpenGL 的外部对象扩展和 Vulkan 的外部内存/ 栅栏/ 信号量扩展。

扩展的 Vulkan 端允许您分配内存、创建信号量或栅栏，同时将结果对象标记为可导出。 相应的 GL 扩展允许您获取对象并使用新的 GL 命令操作它们，这些命令允许您等待栅栏、发出信号并等待信号量，或使用 Vulkan 分配的内存来支持 OpenGL 纹理。 通过在 OpenGL 帧缓冲区中使用这样的纹理，您几乎可以渲染任何您想要的内容，然后在 Vulkan 中使用渲染结果。

导出/导入示例代码

例如，在 Vulkan 方面，当您为图像分配内存时，您可以这样做......

vk::Image image;
... // create the image as normal
vk::MemoryRequirements memReqs = device.getImageMemoryRequirements(image);
vk::MemoryAllocateInfo memAllocInfo;
vk::ExportMemoryAllocateInfo exportAllocInfo{
  vk::ExternalMemoryHandleTypeFlagBits::eOpaqueWin32 
};
memAllocInfo.pNext = &exportAllocInfo;
memAllocInfo.allocationSize = memReqs.size;
memAllocInfo.memoryTypeIndex = context.getMemoryType(
  memReqs.memoryTypeBits, vk::MemoryPropertyFlagBits::eDeviceLocal);
vk::DeviceMemory memory;
memory = device.allocateMemory(memAllocInfo);
device.bindImageMemory(image, memory, 0);
HANDLE sharedMemoryHandle = device.getMemoryWin32HandleKHR({ 
  texture.memory, vk::ExternalMemoryHandleTypeFlagBits::eOpaqueWin32 
});

这是使用 C++ 接口并使用扩展的 Win32 变体。 对于 Posix 平台，有获取文件描述符而不是 WIN32 句柄的替代方法。

sharedMemoryHandle是您需要传递给 OpenGL 的值以及实际分配大小。 在 GL 方面，您可以执行此操作...

// These values should be populated by the vulkan code
HANDLE sharedMemoryHandle;
GLuint64 sharedMemorySize;

// Create a 'memory object' in OpenGL, and associate it with the memory 
// allocated in vulkan
GLuint mem;
glCreateMemoryObjectsEXT(1, mem);
glImportMemoryWin32HandleEXT(mem, sharedMemorySize,
  GL_HANDLE_TYPE_OPAQUE_WIN32_EXT, sharedMemoryHandle);

// Having created the memory object we can now create a texture and use
// the memory object for backing it
glCreateTextures(GL_TEXTURE_2D, 1, &color);
// The internalFormat here should correspond to the format of 
// the Vulkan image.  Similarly, the w & h values should correspond to 
// the extent of the Vulkan image
glTextureStorageMem2DEXT(color, 1, GL_RGBA8, w, h, mem, 0 );

同步

这里最棘手的一点是同步。 Vulkan 规范要求图像处于特定状态（布局），然后才能对其执行相应的操作。 因此，为了正确执行此操作（根据我的理解），您需要...

• 在 Vulkan 中，创建一个命令缓冲区，将图像转换为 ColorAttachmentOptimal 布局
• 提交命令缓冲区，以便它发出一个信号量，该信号量已类似地导出到 OpenGL
• 在 OpenGL 中，使用glWaitSemaphoreEXT函数使 GL 驱动程序等待转换完成。
  • 请注意，这是 GPU 端等待，因此该函数根本不会阻塞。 它类似于glWaitSync （相对于glClientWaitSync在这方面）。
• 执行渲染到帧缓冲区的 GL 命令
• 使用glSignalSemaphoreEXT函数在 GL 端发出不同的导出信号量信号
• 在 Vulkan 中，执行另一个从 ColorAttachmentOptimal 到 ShaderReadOnlyOptimal 的图像布局转换
• 提交转换命令缓冲区，等待信号量设置为您刚刚从 GL 端发出信号的信号量。

那将是一个最佳路径。 或者，快速和肮脏的方法是进行 vulkan 转换，然后执行 queue 和 device waitIdle命令以确保完成工作，执行 GL 命令，然后执行glFlush和glFinish命令以确保 GPU 完成该工作，然后恢复您的 Vulkan 命令。 这更像是一种蛮力方法，并且可能会产生比正确同步更差的性能。

Answer 2

NVIDIA 已经创建了一个 OpenGL 扩展，NV_draw_vulkan_image，它可以在 OpenGL 中渲染一个VkImage 。 它甚至有一些与 Vulkan 信号量等交互的机制。

但是， 根据文档，您必须绕过所有 Vulkan 层，因为层可以修改不可调度的句柄，而 OpenGL 扩展不知道所述修改。 他们推荐的方法是对所有 Vulkan 函数使用glGetVkProcAddrNV 。

这也意味着您无法访问任何依赖于 Vulkan 层的调试。

Answer 3

在 SIGGRAPH 2016 的最新幻灯片中还有更多信息。幻灯片 63-65 描述了如何将 Vulkan 图像 blit 到 OpenGL 后台缓冲区。 我的观点是 NVIDIA 可能很容易支持这一点，因为 Vulkan 驱动程序包含在 libGL.so（在 Linux 上）中。 因此，将 Vulkan 图像句柄提供给驱动程序的 GL 端并使其有用可能并不难。

正如另一个答案所指出的，仍然没有官方注册的多供应商互操作扩展。 这种方法只适用于 NVIDIA。