开发环境

对于 Windows，我们提供了一个使用 vcpkg 安装所有必需依赖项的脚本：

虽然我们使用 vcpkg 来启用此安装脚本；但下面详细概述了整个过程，可以在不使用安装脚本或不需要 vcpkg 的情况下完成。这只是为了使设置过程更加简单的便利措施。

对于 Linux，我们提供了一个脚本，它可以检测您的包管理器并安装所有必需的依赖项：

如果您更喜欢手动安装依赖项，或者如果您使用的是 macOS，请按照下面的平台特定说明进行操作。

开发 Vulkan 应用程序最重要的部分是 SDK。它包括头文件、标准验证层、调试工具和 Vulkan 函数的加载器。加载器在运行时在驱动程序中查找函数，类似于 OpenGL 的 GLEW——如果您熟悉的话。

SDK 可以从 LunarG 网站 使用页面底部的按钮下载。您不必创建账户，但它将为您提供一些可能对您有用的额外文档的访问权限。

继续安装过程，并注意 SDK 的安装位置。我们要做的第一件事是验证您的显卡和驱动程序是否正确支持 Vulkan。转到您安装 SDK 的目录，打开 bin 目录并运行 vkcube 演示。

此目录中还有另一个对开发有用的程序。glslangValidator 和 glslc 程序将用于将着色器从人类可读的 GLSL 编译为字节码。我们将在 着色器模块 章节中深入介绍这一点。bin 目录还包含 Vulkan 加载器和验证层的二进制文件，而 lib 目录包含库。

最后，还有包含 Vulkan 头文件的 include 目录。随意探索其他文件，但我们在本教程中不需要它们。

为了自动设置 VulkanSDK 将使用的环境变量，以便在 CMake 项目配置和各种其他工具中更轻松地工作，我们建议使用 setup-env 脚本。这可以添加到您的终端和 IDE 设置的自动启动中，以便这些环境变量在任何地方都能工作。

如果您收到错误消息，请确保您的驱动程序是最新的，包括 Vulkan 运行时，并且您的显卡受支持。有关主要供应商的驱动程序链接，请参阅 介绍章节。

对于跨平台项目的所有缺点，CMake 已成为行业范围内的主要工具。它允许开发人员创建项目范围的构建描述文件，该文件负责设置和配置创建任何项目所需的所有支持工具。存在其他实现类似功能的构建系统，如 bazel，但没有一个像 CMake 那样被广泛使用和接受。完整描述如何使用 CMake 超出了本教程的范围，但可以在 CMake 找到更多详细信息。

Vulkan SDK 支持使用 find_package。要在您的项目中使用它，您可以将 *-config.cmake 的搜索路径添加到 find_package 配置调用的 HINTS 部分：例如

将来，FindVulkan.cmake 可能会迁移到 *-config.cmake 标准，但在撰写本文时，建议从 VulkanSamples 获取 FindVulkan.cmake，因为 Kitware 的版本既已弃用又在 macOS 构建中存在错误。您可以在代码目录 FindVulkan.cmake 中找到它。

使用 FindVulkan.cmake 是一个特定于项目的文件，您可以获取它并进行必要的更改，使其在您的构建环境中良好工作，并可以根据您的需要进一步调整它。Khronos 在 VulkanSamples 中分发的版本经过良好测试，是一个很好的起点。

要使用它，请将其添加到您的 CMAKE_MODULE_PATH 中，如下所示：

这将允许通过 Find*.cmake 分发的其他项目放置在同一文件夹中。有关工作项目的示例，请参见附带的 CMakeLists.txt。

Vulkan 支持 C++ 模块，这在 C++20 中可用。C++ 模块的一个很大优势是它们提供了 C++ 的所有好处，而没有长编译时间的开销。为此，必须为您的目标设备编译 .cppm 文件。本教程作为利用 C++ 模块的示例。我们教程中的 CMakeLists.txt 包含了自动构建模块所需的所有指令：

VulkanCppModule 目标只需要定义一次，然后将其添加到您的消费项目的依赖项中，它将自动构建，您不需要再将 Vulkan::Vulkan 添加到您的项目中。

这就是将 Vulkan 添加到任何项目所需的全部内容。

如前所述，Vulkan 本身是一个与平台无关的 API，不包括用于创建窗口来显示渲染结果的工具。为了从 Vulkan 的跨平台优势中受益，我们将使用 GLFW 库 创建一个窗口，它支持 Windows、Linux 和 macOS。还有其他可用于此目的的库，如 SDL，但 GLFW 的优势在于它还抽象了 Vulkan 中除了窗口创建之外的一些其他特定于平台的东西。

一个不幸的缺点是 GLFW 不适用于 Android 或 iOS；它是一个仅限桌面的解决方案。SDL 确实提供移动支持；然而，移动窗口支持最好通过与操作系统接口来完成，例如在 Android 中使用 JNI。

与 DirectX 12 不同，Vulkan 不包括用于线性代数运算的库，所以我们必须下载一个。http://glm.g-truc.net/[GLM] 是一个很好的库，专为与图形 API 一起使用而设计，也常用于 OpenGL。

Vulkan 本身不支持读取各种纹理资源，如 png、jpeg 或 ktx 文件。然而，由于这是一个很大的主题，本教程的范围不包括深入研究所有各种格式。对于本教程，我们将使用 stb 作为加载纹理的依赖项。我们建议研究 ktx，以充分利用为图形应用程序设计的纹理格式。

模型格式众多，并在各处暴露了很多细节。一般来说，对于 Vulkan 和其他图形 API，最重要的是了解顶点信息、纹理坐标和潜在的漫反射颜色细节。GLTF 是一种高级功能丰富的模型格式，具有易于支持的功能，可在跨平台库中使用。然而，对于本教程，我们将使用 tinyobjloader，因为它非常简单。我们建议仅将 tinyobjlader 库用于小型非复杂项目。

对于所有平台，我们建议使用平台管理工具。Windows 原生不依赖于包管理，所以这是一个陌生的概念。然而，Microsoft 引入了一个出色的包管理工具，它确实可以跨平台工作。VCPkg 还包括设置所有必需的 CMake 设置。我们建议按照 这里 的优秀文档，了解如何在 Windows 项目中使用 CMake 的详细信息。

这种设置允许 Windows 开发人员在 Visual Studio 中使用 CMake 进行原生工作，而且集成相当不错。或者，http://jetbrains.com[CLion] 在所有平台上原生支持 CMakeLists.txt 项目，并且工作/功能与 Android Studio 完全相同。它也是一个免费的 IDE。

我们建议如前所述使用 vcpkg 安装包，要做到这一点，从命令行运行：vcpkg install glfw3

如果您希望在不使用 vcpkg 的情况下安装，可以在 官方网站 上找到 GLFW 的最新版本。

在本教程中，我们将使用 64 位二进制文件，但您当然也可以选择以 32 位模式构建。在这种情况下，请确保链接到 Lib32 目录而不是 Lib 中的 Vulkan SDK 二进制文件。下载后，将存档提取到一个方便的位置。我选择在 Visual Studio 目录下的文档中创建一个 Libraries 目录。

作为纯图形 API，Vulkan 不包括用于线性代数运算的库，所以我们必须下载一个。GLM 也可以用 vcpkg 安装，如下所示：vcpkg install glm

或者，GLM 是一个仅头文件的库，所以下载 GLM，它专为与图形 API 一起使用而设计，也常用于 OpenGL。

Tinyobjloader 可以用 vcpkg 安装，如下所示：vcpkg install tinyobjloader

在 Linux 上开发 Vulkan 应用程序最重要的部分是 Vulkan 加载器、验证层和一些命令行实用程序，用于测试您的机器是否支持 Vulkan：

从 LunarG 下载 VulkanSDK 压缩包。将解压后的 VulkanSDK 放在一个方便的路径中，并创建一个指向最新版本的符号链接，如下所示：

然后将以下内容添加到您的 ~/.bashrc 文件中，以便 Vulkan 的环境变量在任何地方都启用：

如果安装成功，您应该已经设置好了 Vulkan 部分。记得运行 vkcube 并确保您在窗口中看到以下内容：

如果您收到错误消息，请确保您的驱动程序是最新的，包括 Vulkan 运行时，并且您的显卡受支持。有关主要供应商的驱动程序链接，请参阅 介绍章节。

Ninja 是一个快速构建系统，CMake 在所有平台上都支持它。我们建议使用 sudo apt install ninja 安装它。

系统上可能没有这些库，如果没有，您可以使用以下命令安装它们： * sudo apt install libxxf86vm-dev 或 dnf install libXxf86vm-devel：提供 XFree86-VidModeExtension 的接口。 * sudo apt install libxi-dev 或 dnf install libXi-devel：提供 X Window System 客户端接口到 XINPUT 扩展。

我们将使用以下命令安装 GLFW：

或

或

它是一个仅头文件的库，可以从 libglm-dev 或 glm-devel 包安装：

或

或

您可以从 CLion 获取。我们建议从 jetbrains 工具箱安装，以便它可以自动保持 CLion 更新。要使用像 CLion 这样的 IDE，我们必须设置环境变量，否则这些环境变量会在终端执行时设置

为此，打开设置，然后选择"Build, Execution, Deployment"，然后选择 CMake。在该窗口底部将是环境变量，只需在那里添加 VULKAN_SDK=<fullPathToVulkanSDK>，Vulkan 将在编译时被找到。为了方便起见，至少对于运行时，我们建议将层放置在系统范围内。要做到这一点，从终端执行以下操作：

或者，您可以将 VK_LAYER_PATH 添加到系统环境变量中，并将其指向 $VULKAN_SDK/share/vulkan/explicit_layer.d。此外，您还需要将 $VULKAN_SDK/lib 路径添加到 LD_LIBRARY_CONFIG 中。

Vulkan 是 Android 上的一流 API，并得到广泛支持。但使用它在几个关键领域有所不同，从窗口管理到构建系统。因此，虽然基本章节专注于桌面平台，但教程还有一个 专门的章节，引导您设置开发环境并在 Android 上运行教程代码。