GPU如何支持OpenGL和DirectX API执行?

时间:2012-06-06 22:30:14

标签: opengl directx gpu

我试图了解OpenGL和DirectX如何使用图形卡。

如果我在OpenGL中编写一个执行三角形的程序,而在DirectX中编写另一个执行相同操作的程序,那么GPU端究竟会发生什么?

当我们运行程序时,每次调用OpenGL库以及每次调用DirectX库都会产生GPU代码,而这两个程序产生的GPU机器代码是一样的吗? (就像DirectX和OpenGL就像Java Bytecode一样,经过预编译,然后当它实际运行时,它产生同样的东西)

GPU是否有2个不同的指令集,每个指令集一个。我的意思是,对于GPU来说,什么是exaclty OpenGL和DirectX,它如何区分2 API?

这只与程序员的观点不同吗?

1 个答案:

答案 0 :(得分:8)

我已经在这里回复了On Windows, how does OpenGL differ from DirectX?

其中一个答案的完整引用如下


这个问题几乎无法回答,因为OpenGL本身只是一个前端API,只要实现符合规范并且结果符合这一点,就可以按照您喜欢的方式完成。

问题可能是:OpenGL驱动程序如何在最低级别上运行。现在再次无法回答这个问题,因为驱动程序与某些硬件密切相关,而开发人员可能会再次设置它。

所以问题应该是:“它在OpenGL和图形系统的幕后平均看起来如何?”让我们从下往上看:

  1. 在最低级别有一些图形设备。现在这些是GPU,它们提供一组寄存器来控制它们的操作(这些寄存器完全取决于设备)具有一些用于着色器的程序存储器,用于输入数据的大容量存储器(顶点,纹理等)以及用于其余部分的I / O通道它接收/发送数据和命令流的系统。

  2. 图形驱动程序跟踪GPU状态以及使用GPU的所有资源应用程序。它还负责转换或任何其他处理应用程序发送的数据(将纹理转换为GPU支持的pixelformat,在GPU的机器代码中编译着色器)。此外,它还为应用程序提供了一些抽象的,依赖于驱动程序的接口。

  3. 然后是依赖于驱动程序的OpenGL客户端库/驱动程序。在Windows上,这会得到 由代理通过opengl32.dll加载,在Unix系统上,它驻留在两个地方:

    • X11 GLX模块和驱动程序相关的GLX驱动程序
    • 和/usr/lib/libGL.so可能包含一些用于直接渲染的驱动程序相关内容

    在MacOS X上,这恰好是“OpenGL框架”。

    正是这部分将OpenGL调用的方式转换为对(2)中描述的驱动程序部分中的驱动程序特定函数的调用。

  4. 最后是实际的OpenGL API库,Windows中的opengl32.dll和Unix上的/usr/lib/libGL.so;这大多只是将命令传递给OpenGL实现。

  5. 实际沟通的发生方式不能一概而论:

    在Unix中,3< - > 4连接可能通过套接字发生(是的,它可能,并且如果你愿意,它会通过网络进行)或通过共享内存。在Windows中,接口库和驱动程序客户端都被加载到进程地址空间中,因此没有那么多的通信,只有简单的函数调用和变量/指针传递。在MacOS X中,这与Windows类似,只是OpenGL界面和驱动程序客户端之间没有分离(这就是为什么MacOS X跟上新的OpenGL版本如此之慢的原因,它总是需要一个完整的操作系统升级来提供新的框架)。

    3< - > 2之间的通信可以通过ioctl,读/写,或者通过将一些存储器映射到进程地址空间并配置MMU以在每次完成对该存储器的改变时触发一些驱动器代码。这在任何操作系统上都非常相似,因为你总是必须跨越内核/用户空间边界:最终你会经历一些系统调用。

    系统和GPU之间的通信是通过外围总线及其定义的访问方法实现的,因此PCI,AGP,PCI-E等通过端口I / O,内存映射I / O,DMA,IRQ进行。