这篇文章介绍 Vulkan 中的实例和设备，我们使用 GLFW + Vulkan 搭建最基础的渲染环境。以下是涉及到的函数和结构体整理。虽然涉及到很多函数和结构体，但整体流程实际上非常简单：

1. 初始化并创建一个可显示的窗口（GLFWInit > WindowHint > CreateWindow）。

2. 初始化 Vulkan 全局环境并创建实例（VkInstanceCreateInfo > vkCreateInstance）。

3. 选择显卡、检查队列族、创建设备与获取队列（vkEnumeratePhysicalDevices > VkDeviceCreateInfo > vkCreateDevice > vkGetDeviceQueue）。

代码就不细讲了，记录在 Commit f68d8a2。

一、 窗口

glfwInit() 是 GLFW 中的初始化函数。在使用 GLFW 进行任何图形窗口或输入操作之前，必须先调用它。它的函数原型为：

glfwInit() 用来初始化 GLFW 库的内部状态。它主要完成以下几件事：

1. 设置全局状态：初始化内部全局变量。准备好窗口管理、输入事件系统、时间函数等模块。

2. 平台相关初始化：在 Windows 上，它会注册窗口类并准备消息循环；在 Linux 上，它会连接 X11 或 Wayland 等图形系统。

3. 准备错误回调机制：初始化之后你可以通过 glfwSetErrorCallback() 注册错误处理函数。如果初始化失败，GLFW 会在内部记录错误原因。

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glfwWindowHint() 函数用于在窗口创建之前设置窗口的特性，例如 API 类型、是否可调整大小、上下文版本号和窗口样式等。它的函数原型为：

参数 hint 指定窗口的某个属性。参数 value 是对应 hint 的值。

比如，GLFW_CLIENT_API 属性指定创建窗口时使用哪种图形客户端 API。常用值有：GLFW_OPENGL_API，使用 OpenGL 创建上下文（默认）；GLFW_OPENGL_ES_API，使用 OpenGL ES；GLFW_NO_API，不创建任何图形上下文，通常用于 Vulkan 或自定义渲染 API。

GLFW_RESIZABLE 属性指定窗口是否可以被用户调整大小。可选值有：GLFW_TRUE，窗口可以被拖动改变大小（默认）；GLFW_FALSE，窗口大小固定，不能被拖动。

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glfwCreateWindow() 函数用于创建一个可渲染的窗口。它的函数原型为：

参数 width 指定窗口宽度（像素）；参数 height 指定窗口高度（像素）；参数 title 指定窗口标题（字符串）。

参数 monitor 指定全屏显示的显示器。如果为 NULL，则创建窗口模式；参数 share 指定要共享上下文的窗口，用于资源共享。如果不共享，传 NULL。

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glfwWindowShouldClose() 函数用于查询窗口是否应该关闭。它通常在渲染循环中使用，用来判断窗口是否收到了关闭请求。它的函数原型为：

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glfwPollEvents() 函数处理所有已经在事件队列中的窗口系统事件，并触发相应的回调函数。简单来说，它让 GLFW 更新窗口状态、检测输入（鼠标、键盘、窗口关闭等）并分发事件回调。它的函数原型为：

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glfwDestroyWindow() 函数用于销毁一个之前通过 glfwCreateWindow() 创建的窗口，并清理与该窗口相关的所有内部资源（如上下文、输入状态、回调函数、系统句柄等）。它的函数原型为：

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glfwTerminate() 是 GLFW 库中用于清理所有全局资源、关闭库功能的函数。它是使用 GLFW 的最后一步，用来安全退出并释放内存。它的函数原型为：

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二、 实例

VkInstanceCreateInfo 结构体是用于创建实例的核心结构。它的定义如下：

sType 参数指定结构体类型，必须设置为 VK_STRUCTURE_TYPE_INSTANCE_CREATE_INFO。

pNext 参数用于结构体链。设置为 NULL，表示没有扩展结构。

flags 参数在 Windows 平台下设置为 0。

pApplicationInfo 参数填写你的应用和引擎信息。有帮助驱动进行优化、指定 Vulkan API 版本等作用。

enabledLayerCount 和 ppEnabledLayerNames 参数用于设置验证层。

enabledExtensionCount 和 ppEnabledExtensionNames 参数指定启用哪些实例级扩展。

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VkApplicationInfo 结构体，作为 VkInstanceCreateInfo 结构体的一部分传入。它用于描述应用程序和引擎基础信息。它不是必填的，但建议提供，因为驱动会根据这里的信息进行优化兼容。它的定义如下：

sType 参数指定结构体类型，必须为 VK_STRUCTURE_TYPE_APPLICATION_INFO。

pNext 参数用于结构体链扩展。此处极少扩展，一般填写 NULL。

pApplicationName 参数填写你的程序名称。

applicationVersion 参数填写应用程序版本号，通常用 VK_MAKE_VERSION 宏指定，格式为 major/minor/patch。

pEngineName 参数指定引擎名称。比如 "UE5"、"Unity" 等。没有使用某个公共引擎，可以直接写 "NoEngine"。

engineVersion 参数指定引擎版本号，与 applicationVersion 相同格式。

apiVersion 参数指定你想使用的 Vulkan API 版本。比如选择 VK_API_VERSION_1_1、VK_API_VERSION_1_2 或 VK_API_VERSION_1_3。

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glfwGetRequiredInstanceExtensions() 函数是使用 GLFW + Vulkan 时必不可少的函数之一。它返回创建 Vulkan 实例时必须启用的扩展列表。可以用来设置 VkInstanceCreateInfo.enabledExtensionCount 和 VkInstanceCreateInfo.ppEnabledExtensionNames。它的函数原型为：

GLFW 会通过 count 参数返回所需的扩展数量。返回值是扩展名的字符串数组，长度为 count。

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VkExtensionProperties 是 Vulkan 中用于描述扩展信息的结构体。它的定义如下：

extensionName 参数返回扩展名称的 C 字符串。specVersion 参数是扩展的规范版本号。

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vkEnumerateInstanceExtensionProperties() 是 Vulkan 初始化阶段最常见的查询函数之一，用来获取当前系统上可用的实例扩展。它的函数原型为：

pLayerName 参数指定某个层支持的扩展。传 NULL 表示查询全局扩展。

pPropertyCount 参数返回扩展的数量。

pProperties 参数返回扩展信息的数组。

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vkCreateInstance() 函数是 Vulkan 程序的第一步、最核心的初始化函数之一。

它使用提供的配置（layers、extensions、AppInfo 等），创建一个 Vulkan 实例 VkInstance。这是任何 Vulkan 程序都会调用的第一个 Vulkan API，用来初始化 Vulkan 框架、激活扩展、启用验证层等。它的函数原型为：

pCreateInfo 参数是创建实例的配置结构体，我们在 VkInstanceCreateInfo 里已经介绍过。

pAllocator 参数用于自定义内存分配器。一般情况下传 NULL，直接让 Vulkan 用默认内存分配策略。

pInstance 参数返回创建好的 VkInstance。

返回值为 VK_SUCCESS 表示创建成功。

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vkDestroyInstance 函数用于销毁 Vulkan 实例并释放其相关的所有资源。它的函数原型为：

instance 参数传入要销毁的 VkInstance 对象。

pAllocator 参数指定自定义内存分配器回调函数，没有就传 NULL。

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三、 物理设备

vkEnumeratePhysicalDevices() 函数用于获取系统中可用的物理设备列表。它的函数原型为：

instance 参数传入已创建的 VkInstance。

pPhysicalDeviceCount 参数输出物理设备的数量。pPhysicalDevices 参数输出 VkPhysicalDevice 的数组。

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在创建逻辑设备之前，必须确定队列族支持哪些操作。VkQueueFamilyProperties 是 Vulkan 中用于描述队列族能力的核心结构。它的定义如下：

queueFlags 参数表示该队列族支持哪些功能，常见位掩码：VK_QUEUE_GRAPHICS_BIT 支持图形渲染命令；VK_QUEUE_COMPUTE_BIT 支持计算着色器；VK_QUEUE_TRANSFER_BIT 支持纯传输操作；VK_QUEUE_SPARSE_BINDING_BIT 支持稀疏资源绑定；VK_QUEUE_PROTECTED_BIT 支持受保护的操作。

queueCount 参数表示该队列族中可创建多少条独立的队列。

timestampValidBits 参数表示该队列族支持的时间戳精度。

minImageTransferGranularity 参数表示图像传输时的最小传输粒度。

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vkGetPhysicalDeviceQueueFamilyProperties() 函数用于查询一个物理设备支持的所有队列族的属性。它的函数原型为：

physicalDevice 是由 vkEnumeratePhysicalDevices() 返回的一个物理设备句柄。

pQueueFamilyPropertyCount 参数输出队列族的数量。

pQueueFamilyProperties 参数输出数组，存放每个队列族的属性。

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四、 逻辑设备

VkDeviceQueueCreateInfo 这个结构体用于 Vulkan 创建逻辑设备时，指定要从哪个队列族中创建多少条队列，以及这些队列的优先级。它的定义如下：

sType 参数指定结构类型，必须是 VK_STRUCTURE_TYPE_DEVICE_QUEUE_CREATE_INFO。

pNext 参数扩展用，通常填 NULL。

flags 参数大部分情况填 0。

queueFamilyIndex 参数指定要从哪个队列族创建队列。通常通过 vkGetPhysicalDeviceQueueFamilyProperties() 查到队列族数量，然后选择一个索引。

queueCount 参数指定从该队列族中创建多少条队列。

pQueuePriorities 指定每条队列的优先级，范围为 0.0 到 1.0。

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VkDeviceCreateInfo 是创建 Vulkan 逻辑设备时最核心的配置结构体。它告诉 Vulkan，用这个物理设备创建一个逻辑设备，并启用哪些队列、扩展和特性。它的定义如下：

sType 参数必须设置为 VK_STRUCTURE_TYPE_DEVICE_CREATE_INFO。

pNext 参数为扩展链，通常为 NULL。

flags 参数，一般填 0。

queueCreateInfoCount 参数指定数组 pQueueCreateInfos 的数量。

pQueueCreateInfos 参数为 VkDeviceQueueCreateInfo 结构的数组，上面已经介绍过该结构体。

enabledLayerCount 和 ppEnabledLayerNames 在 Vulkan 1.0 后已被弃用。现在所有需要的 layer 都为 instance level。

enabledExtensionCount 参数指定设备扩展的数量；ppEnabledExtensionNames 参数指定要启用的扩展名称数组。

pEnabledFeatures 参数指定启用哪些物理设备特性。

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vkCreateDevice() 函数用于创建逻辑设备 VkDevice。它从选定的物理设备的基础上创建一个逻辑设备，并初始化队列、扩展和特性等。它的函数原型为：

physicalDevice 参数指定要基于哪个物理设备创建逻辑设备。

pCreateInfo 参数为 VkDeviceCreateInfo 类型，在上面已经介绍过。

pAllocator 参数一般填 NULL，自定义内存分配器才会用到。

pDevice 参数返回创建好的逻辑设备句柄。

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vkGetDeviceQueue() 函数用来从已创建的逻辑设备 VkDevice 中取得队列 VkQueue 句柄。

Vulkan 的所有 GPU 操作都通过队列进行。这个函数不会创建队列，只是取出你在 vkCreateDevice() 时声明过的队列。它的函数原型为：

device 参数为已经创建好的逻辑设备。

queueFamilyIndex 参数指定队列族的索引。

queueIndex 参数指定该队列族中取第几个队列。

pQueue 参数输入队列句柄。