[Vulkan]绘制一个三角形/设置/基本代码

[Vulkan]绘制一个三角形/设置/基本代码

通用结构

上一节，我们已经启动了第一个黑色的窗口，它的基本代码如下：

#include <vulkan/vulkan.h>
#include <iostream>
#include <stdexcept>
#include <cstdlib>
class HelloTriangleApplication {
public:
    void run() {
        initVulkan();
        mainLoop();
        cleanup();
    }
private:
    void initVulkan() {
    }
    void mainLoop() {
    }
    void cleanup() {
    }
};
int main() {
    HelloTriangleApplication app;
    try {
        app.run();
    } catch (const std::exception& e) {
        std::cerr << e.what() << std::endl;
        return EXIT_FAILURE;
    }
    return EXIT_SUCCESS;
}

最上面我们包含了LunarG SDK提供的Vulkan头文件vulkan/vulkan.h，引入了函数、结构体和枚举。stdexcept和iostream用来使用异常和打印日志。cstdlib引入EXIT_SUCCESS和EXIT_FAILURE。

我们将程序封装为一个类，将Vulkan对象作为其私有成员，同时创建一些函数初始化它们，在initVulkan中调用它。所有都准备好后，我们就进入主循环来渲染画面。我们在mainLoop中创建一个无限循环，直到窗口退出。窗口退出，mainLoop返回之后，我们使用cleanup函数来释放资源。

运行时发生任何异常，我们就抛出一个附带描述性信息的std::runtime_error异常。它会被main函数收到并打印出来。我们用std::exception接受类型更全面的异常类型。我们很快就会接触到一个异常的例子，它在程序未找到需要的扩展时产生。

资源管理

像malloc和free一样，每个我们创建的Vulkan对象，在不需要时都需要被显式销毁。在C++中，你可以使用RAII机制或memory提供的智能指针来完成资源管理工作。不过，在本教程中，我们选择显式分配或销毁Vulkan对象，毕竟，Vulkan重要的特性就是显式操作以避免出错。所以，明白Vulkan对象的生命周期对于学习API如何工作非常有利。

本教程之后，你可以实现自动的内存管理机制。比如，编写自定义类型，在构造函数时获取Vulkan对象，在析构函数时释放对象。又比如，你可以使用std::unique_ptr或std::shared_ptr。这取决与你的需求。RAII是大型Vulkan程序的推荐模型。不过对于学习而言，了解幕后发生的事情总是有好处的。

Vulkan对象要么是通过vkCreateXXX直接创建的，要么是通过其它对象使用vkAllocateXXX分配的。当一个对象不再使用后，你应该使用对应的vkDestroyXXX或vkFreeXXX销毁它。这些函数的参数一般是不同的，但它们都有一个共同的参数：pAllocator。它是一个可选的参数，它允许你自定义内存分配器。在本教程中，我们会忽略它并始终传入nullptr。

集成GLFW

如果您想将 Vulkan 用于离屏渲染，则无需创建窗口即可完美运行。但实际显示内容更让人兴奋。我们将#include <vulkan/vulkan.h>替换为：

#define GLFW_INCLUDE_VULKAN
#include <GLFW/glfw3.h>
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这样，GLFW会引入自己的定义和Vulkan的头文件。添加一个initWindow函数并在run中调用。我们会用这个函数初始化GLFW并创建一个窗口。

void run() {
    initWindow();
    initVulkan();
    mainLoop();
    cleanup();
}
private:
    void initWindow() {
    }

在initWindow中，我们首先调用glfwInit()来初始化GLFW库。GLFW一开始是用来创建OpenGL上下文的，我们需要告诉它不要这样做：

glfwWindowHint(GLFW_CLIENT_API, GLFW_NO_API);
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改变窗口大小需要我们有一些特别的操作，之后会讨论，我们现在先禁止窗口改变大小：

glfwWindowHint(GLFW_RESIZABLE, GLFW_FALSE);
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接下来就是创建一个实际的窗口。添加一个私有成员变量GLFWwindow* window;保存窗口指针，初始化：

window = glfwCreateWindow(800, 600, "Vulkan", nullptr, nullptr);
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参数依次是窗口的宽、高、名称和显示器，最后一个参数和OpenGL有关系。

我们最好是建些常量来保存窗口宽高，因为它们之后还会被用到。在HelloTriangleApplication类前定义：

const uint32_t WIDTH = 800;
const uint32_t HEIGHT = 600;
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创建窗口改为：

window = glfwCreateWindow(WIDTH, HEIGHT, "Vulkan", nullptr, nullptr);
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现在，initWindow函数大概是这样的：

void initWindow() {
    glfwInit();
    glfwWindowHint(GLFW_CLIENT_API, GLFW_NO_API);
    glfwWindowHint(GLFW_RESIZABLE, GLFW_FALSE);
    window = glfwCreateWindow(WIDTH, HEIGHT, "Vulkan", nullptr, nullptr);
}
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程序应一直保持运行，除非发生错误或窗口被关闭。我们需要添加一个事件循环到mainLoop：

void mainLoop() {
    while (!glfwWindowShouldClose(window)) {
        glfwPollEvents();
    }
}
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这段代码不言自明。它检查诸如键盘事件等直到窗口被用户关闭。这里也是我们调用绘制一帧函数的地方。

窗口关闭之后，我们需要清理资源，结束GLFW，现在的cleanup是这样的：

void cleanup() {
    glfwDestroyWindow(window);
    glfwTerminate();
}
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现在运行程序的话，会显示一个叫Vulkan的窗口。程序会一直运行，直到窗口关闭。现在，Vulkan程序的基本结构已经有了，接下来就是创建第一个Vulkan对象了。

Vulkan基础教程

Vulkan第一节

[Vulkan]绘制一个三角形/设置/基本代码

通用结构

资源管理

集成GLFW