如何從 Vulkan 渲染到 OpenGL？

Question

是否可以從 Vulkan 渲染到 OpenGL？

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

可以為其他GPU完成嗎？

Answer 1

是的，如果Vulkan 實現和 OpenGL 實現都有適當的可用擴展，這是可能的。

這是 Vulkan Samples 存儲庫中示例應用程序的屏幕截圖，該應用程序使用 OpenGL 將簡單的着色玩具渲染為紋理，然后在 Vulkan 渲染窗口中使用該紋理。

雖然你的問題似乎暗示你想要做相反的事情（使用 Vulkan 渲染某些東西，然后使用 OpenGL 顯示結果），但同樣的概念也適用......在一個 API 中填充紋理，使用同步來確保 GPU 工作完成，然后使用其他 API 中的紋理。 你也可以用緩沖區做同樣的事情，例如你可以使用 Vulkan 進行計算操作，然后在 OpenGL 渲染中使用結果。

要求

這樣做需要 OpenGL 和 Vulkan 實現都支持所需的擴展，但是，根據這個站點，這些擴展在操作系統版本和 GPU 供應商之間得到廣泛支持，只要您使用的是最近的 (> 1.0.51) Vulkan 版本。

您需要 OpenGL 的外部對象擴展和 Vulkan 的外部內存/ 柵欄/ 信號量擴展。

擴展的 Vulkan 端允許您分配內存、創建信號量或柵欄，同時將結果對象標記為可導出。 相應的 GL 擴展允許您獲取對象並使用新的 GL 命令操作它們，這些命令允許您等待柵欄、發出信號並等待信號量，或使用 Vulkan 分配的內存來支持 OpenGL 紋理。 通過在 OpenGL 幀緩沖區中使用這樣的紋理，您幾乎可以渲染任何您想要的內容，然后在 Vulkan 中使用渲染結果。

導出/導入示例代碼

例如，在 Vulkan 方面，當您為圖像分配內存時，您可以這樣做......

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 
});

這是使用 C++ 接口並使用擴展的 Win32 變體。 對於 Posix 平台，有獲取文件描述符而不是 WIN32 句柄的替代方法。

sharedMemoryHandle是您需要傳遞給 OpenGL 的值以及實際分配大小。 在 GL 方面，您可以執行此操作...

// 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

這里最棘手的一點是同步。 Vulkan 規范要求圖像處於特定狀態（布局），然后才能對其執行相應的操作。 因此，為了正確執行此操作（根據我的理解），您需要...

• 在 Vulkan 中，創建一個命令緩沖區，將圖像轉換為 ColorAttachmentOptimal 布局
• 提交命令緩沖區，以便它發出一個信號量，該信號量已類似地導出到 OpenGL
• 在 OpenGL 中，使用glWaitSemaphoreEXT函數使 GL 驅動程序等待轉換完成。
  • 請注意，這是 GPU 端等待，因此該函數根本不會阻塞。 它類似於glWaitSync （相對於glClientWaitSync在這方面）。
• 執行渲染到幀緩沖區的 GL 命令
• 使用glSignalSemaphoreEXT函數在 GL 端發出不同的導出信號量信號
• 在 Vulkan 中，執行另一個從 ColorAttachmentOptimal 到 ShaderReadOnlyOptimal 的圖像布局轉換
• 提交轉換命令緩沖區，等待信號量設置為您剛剛從 GL 端發出信號的信號量。

那將是一個最佳路徑。 或者，快速和骯臟的方法是進行 vulkan 轉換，然后執行 queue 和 device waitIdle命令以確保完成工作，執行 GL 命令，然后執行glFlush和glFinish命令以確保 GPU 完成該工作，然后恢復您的 Vulkan 命令。 這更像是一種蠻力方法，並且可能會產生比正確同步更差的性能。

Answer 2

NVIDIA 已經創建了一個 OpenGL 擴展，NV_draw_vulkan_image，它可以在 OpenGL 中渲染一個VkImage 。 它甚至有一些與 Vulkan 信號量等交互的機制。

但是， 根據文檔，您必須繞過所有 Vulkan 層，因為層可以修改不可調度的句柄，而 OpenGL 擴展不知道所述修改。 他們推薦的方法是對所有 Vulkan 函數使用glGetVkProcAddrNV 。

這也意味着您無法訪問任何依賴於 Vulkan 層的調試。

Answer 3

在 SIGGRAPH 2016 的最新幻燈片中還有更多信息。幻燈片 63-65 描述了如何將 Vulkan 圖像 blit 到 OpenGL 后台緩沖區。 我的觀點是 NVIDIA 可能很容易支持這一點，因為 Vulkan 驅動程序包含在 libGL.so（在 Linux 上）中。 因此，將 Vulkan 圖像句柄提供給驅動程序的 GL 端並使其有用可能並不難。

正如另一個答案所指出的，仍然沒有官方注冊的多供應商互操作擴展。 這種方法只適用於 NVIDIA。