科個普：DirectX 12、Vulkan和OpenGL 圖形API究竟是個啥？

你經常會聽到諸如DirectX 12、Vulkan和OpenGL的名詞，這其實是三種主流的圖形API（應用程序編程接口），它們為開發者提供了與顯卡硬件交互的工具，用于渲染2D和3D圖像——游戲以及3D渲染工具實際上都離不開這些API。再淺顯一點，你可以將這三種API理解為人（開發者）、系統（操作系統）和硬件（GPU）之間的“翻譯工具”。它們作為圖形API起到橋梁作用，讓開發者通過代碼調用GPU的渲染能力，同時適配操作系統的需求。

DirectX 12、Vulkan和OpenGL特點三句話講透

DirectX 12是微軟開發的一套圖形API，專為Windows平臺設計，廣泛用于PC游戲和多媒體應用。DirectX 12是其最新版本，注重低級別硬件控制，減少CPU開銷，提升多核處理器利用率。

Vulkan是一款跨平臺的低級別圖形API，支持Windows、Linux、Android等多個系統。Vulkan以高性能和靈活性著稱，特別適合需要精細優化的應用，如大型游戲和實時渲染。

OpenGL是一款歷史悠久的跨平臺圖形的高級API，適用于多種設備和操作系統。它的特點是易于上手但性能優化空間較小，近年來逐漸被更現代的API取代，但是在工業設計領域，諸如工業設計涉及CAD（計算機輔助設計）、3D建模、渲染和虛擬仿真等等，OpenGL依舊是頂流。

核心核心區別一目了然

級別與控制力

DirectX 12和Vulkan是低級別API，允許開發者直接管理GPU資源，如內存分配和線程調度，從而提升性能但增加開發復雜度。OpenGL是高級API，封裝了更多硬件細節，開發更簡單，但性能優化受限。

多平臺支持

DirectX 12僅支持Windows 10及以上系統和Xbox，限制了跨平臺應用。Vulkan和OpenGL則支持多平臺，Vulkan尤其在移動設備和Linux上有優勢。OpenGL的廣泛兼容性使其適合老設備，但新項目中逐漸被Vulkan取代。

性能與效率

DirectX 12和Vulkan通過減少驅動開銷和優化多線程性能，顯著提升了渲染效率，尤其在復雜場景下表現突出，所有你可以看到游戲幾乎都是它倆的天下。OpenGL由于設計較老，性能稍遜，適合較簡單且“定向”的應用。

生態與應用場景

DirectX 12背靠微軟，得到眾多游戲開發商支持，特別是在3A游戲中常見。Vulkan因其跨平臺特性，廣泛用于移動游戲和跨平臺引擎（如Unity、Unreal Engine）。OpenGL多用于傳統工業設計領域或教育場景，專業性更強一些。

A卡、N卡、I卡的偏向 誰的“適配性”更強？

既然說到圖形API，就不能不說顯卡GPU本身，不同顯卡廠商的硬件和驅動對這些API的優化各有側重：

AMD：AMD在Vulkan上表現尤為出色，其驅動對Vulkan的優化深入，尤其在Linux系統和開源社區中有相當的優勢。同時DirectX 12性能也不錯，但AMD的硬件架構（如RDNA系列）更適合Vulkan的并行計算模型。A卡在性價比上占優，適合預算有限且追求跨平臺性能的用戶。

NVIDIA：NVIDIA對DirectX 12和Vulkan均有良好支持，但在DirectX 12上優化更深，特別是在Windows游戲中表現突出。N卡的驅動穩定性和生態支持使其在游戲開發者中更受歡迎。NVIDIA還獨有CUDA技術，增強了其在計算領域的優勢。

Intel：Intel的Arc系列顯卡近年來進入獨立顯卡市場，對DirectX 12支持較好，Vulkan表現也不錯，但整體優化尚不如AMD和NVIDIA成熟。I卡更適合輕量級游戲和生產力應用，性價比適中，但在高端游戲場景中競爭力稍弱。

CUDA與圖形API的關系

CUDA是NVIDIA推出的并行計算平臺和API，主要用于通用計算（GPGPU），而非直接用于圖形渲染。CUDA允許開發者利用NVIDIA GPU進行高性能計算，如機器學習、科學模擬和數據處理。與DirectX 12、Vulkan和OpenGL不同，CUDA不專注于渲染，而是處理大規模并行計算任務。在實際應用中，CUDA與圖形API可以互補。例如在游戲開發中，開發者可能用DirectX 12或Vulkan渲染畫面，同時用CUDA處理物理模擬或AI計算。需要注意的是，CUDA僅限于NVIDIA顯卡，AMD和Intel則使用OpenCL等替代技術進行類似計算，但生態支持和普及度不及CUDA。

最后的最后

DirectX 12、Vulkan和OpenGL各有定位：DirectX 12適合Windows生態的游戲開發，Vulkan以跨平臺和高性能見長，OpenGL則更適合簡單應用或老設備。AMD在Vulkan上表現突出，NVIDIA在DirectX 12和CUDA上領先，Intel則在新興顯卡市場中尋求平衡。CUDA作為NVIDIA的獨有技術，專注于通用計算，與圖形API形成互補。開發者選擇哪種API，需根據平臺、性能需求和硬件支持綜合考慮。