Drawing a triangle -- setup -- Instance

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[创建实例（Creating an instance）](#创建实例（Creating an instance）)

[遇到 VK_ERROR_INCOMPATIBLE_DRIVER 错误（Encountered VK_ERROR_INCOMPATIBLE_DRIVER）](#遇到 VK_ERROR_INCOMPATIBLE_DRIVER 错误（Encountered VK_ERROR_INCOMPATIBLE_DRIVER）)

[检查扩展支持（Checking for extension support）](#检查扩展支持（Checking for extension support）)

[清理资源（Cleaning up）](#清理资源（Cleaning up）)

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创建实例（Creating an instance）

你需要做的第一件事是通过创建实例（Instance）来初始化 Vulkan 库。实例是应用程序与 Vulkan 库之间的连接，创建实例时需要向驱动程序指定应用程序的一些相关细节。

首先添加一个 createInstance 函数，并在 initVulkan 函数中调用它：

void initVulkan() {
    createInstance();
}

另外添加一个数据成员来存储实例的句柄：

private:
VkInstance instance;

现在，要创建实例，我们首先需要填充一个结构体，包含应用程序的相关信息。从技术上讲，这些数据是可选的，但它可能会向驱动程序提供一些有用的信息，以便优化我们的特定应用程序（例如，因为它使用了一个知名的图形引擎，具有某些特殊行为）。这个结构体名为 VkApplicationInfo：

void createInstance() {
    VkApplicationInfo appInfo{};
    appInfo.sType = VK_STRUCTURE_TYPE_APPLICATION_INFO;
    appInfo.pApplicationName = "Hello Triangle";
    appInfo.applicationVersion = VK_MAKE_VERSION(1, 0, 0);
    appInfo.pEngineName = "No Engine";
    appInfo.engineVersion = VK_MAKE_VERSION(1, 0, 0);
    appInfo.apiVersion = VK_API_VERSION_1_0;
}

如前所述，Vulkan 中的许多结构体都要求你在 sType 成员中显式指定类型。这也是众多带有 pNext 成员的结构体之一，该成员在未来可以指向扩展信息。我们在这里使用值初始化，将其设为 nullptr。

Vulkan 中的很多信息是通过结构体而不是函数参数传递的，我们还需要再填充一个结构体，为创建实例提供足够的信息。下一个结构体是必填的，它告诉 Vulkan 驱动程序我们想要使用哪些全局扩展（global extensions）和验证层（validation layers）。这里的 "全局" 意味着它们适用于整个程序，而不是特定的设备，这一点在接下来的章节中会变得更加清晰。

VkInstanceCreateInfo createInfo{};
createInfo.sType = VK_STRUCTURE_TYPE_INSTANCE_CREATE_INFO;
createInfo.pApplicationInfo = &appInfo;

前两个参数很直观。接下来的两个参数指定所需的全局扩展。如概述章节所述，Vulkan 是一个与平台无关的 API，这意味着你需要一个扩展来与窗口系统交互。GLFW 有一个便捷的内置函数，可以返回它所需的扩展，我们可以将其传递给该结构体：

uint32_t glfwExtensionCount = 0;
const char** glfwExtensions;

glfwExtensions = glfwGetRequiredInstanceExtensions(&glfwExtensionCount);

createInfo.enabledExtensionCount = glfwExtensionCount;
createInfo.ppEnabledExtensionNames = glfwExtensions;

该结构体的最后两个成员决定了要启用的全局验证层。我们将在下一章中更深入地讨论这些内容，所以现在先将它们留空：

createInfo.enabledLayerCount = 0;

现在我们已经指定了 Vulkan 创建实例所需的所有信息，终于可以调用 vkCreateInstance 了：

VkResult result = vkCreateInstance(&createInfo, nullptr, &instance);

你会发现，Vulkan 中对象创建函数参数的通用模式如下：

1. 指向创建信息结构体的指针
2. 指向自定义分配器回调的指针（本教程中始终为 nullptr）
3. 指向存储新对象句柄的变量的指针

如果一切顺利，实例的句柄将存储在 VkInstance 类成员中。几乎所有 Vulkan 函数都会返回一个 VkResult 类型的值，该值要么是 VK_SUCCESS，要么是一个错误代码。要检查实例是否创建成功，我们不需要存储结果，只需直接检查是否为成功值即可：

if (vkCreateInstance(&createInfo, nullptr, &instance) != VK_SUCCESS) {
    throw std::runtime_error("failed to create instance!");
}

现在运行程序，确保实例创建成功。

遇到 VK_ERROR_INCOMPATIBLE_DRIVER 错误（Encountered VK_ERROR_INCOMPATIBLE_DRIVER）

如果在 macOS 上使用最新的 MoltenVK SDK，调用 vkCreateInstance 可能会返回 VK_ERROR_INCOMPATIBLE_DRIVER。根据入门说明（Getting Start Notes），从 1.3.216 版本的 Vulkan SDK 开始，VK_KHR_PORTABILITY_subset 扩展是必需的。

要解决此错误，首先需要向 VkInstanceCreateInfo 结构体的 flags 中添加 VK_INSTANCE_CREATE_ENUMERATE_PORTABILITY_BIT_KHR 位，然后将 VK_KHR_PORTABILITY_ENUMERATION_EXTENSION_NAME 添加到实例的启用扩展列表中。

通常代码如下所示：

...

std::vector<const char*> requiredExtensions;

for(uint32_t i = 0; i < glfwExtensionCount; i++) {
    requiredExtensions.emplace_back(glfwExtensions[i]);
}

requiredExtensions.emplace_back(VK_KHR_PORTABILITY_ENUMERATION_EXTENSION_NAME);

createInfo.flags |= VK_INSTANCE_CREATE_ENUMERATE_PORTABILITY_BIT_KHR;

createInfo.enabledExtensionCount = (uint32_t) requiredExtensions.size();
createInfo.ppEnabledExtensionNames = requiredExtensions.data();

if (vkCreateInstance(&createInfo, nullptr, &instance) != VK_SUCCESS) {
    throw std::runtime_error("failed to create instance!");
}

检查扩展支持（Checking for extension support）

如果你查看 vkCreateInstance 的文档，会发现其中一个可能的错误代码是 VK_ERROR_EXTENSION_NOT_PRESENT。我们可以直接指定所需的扩展，如果返回该错误代码就终止程序。这对于像窗口系统接口这样的核心扩展来说是合理的，但如果我们想要检查可选功能呢？

要在创建实例之前获取支持的扩展列表，可以使用 vkEnumerateInstanceExtensionProperties 函数。它接受一个指向存储扩展数量的变量的指针，以及一个用于存储扩展详细信息的 VkExtensionProperties 数组。它还有一个可选的第一个参数，允许我们按特定的验证层过滤扩展，目前我们先忽略这个参数。

要分配一个数组来存储扩展详细信息，我们首先需要知道扩展的数量。你可以通过留空后一个参数来仅请求扩展的数量：

uint32_t extensionCount = 0;
vkEnumerateInstanceExtensionProperties(nullptr, &extensionCount, nullptr);

现在分配一个数组来存储扩展详细信息（需要包含 <vector> 头文件）：

std::vector<VkExtensionProperties> extensions(extensionCount);

最后，我们可以查询扩展的详细信息：

vkEnumerateInstanceExtensionProperties(nullptr, &extensionCount, extensions.data());

每个 VkExtensionProperties 结构体都包含一个扩展的名称和版本。我们可以通过一个简单的 for 循环来列出它们（\t 是用于缩进的制表符）：

std::cout << "available extensions:\n";

for (const auto& extension : extensions) {
    std::cout << '\t' << extension.extensionName << '\n';
}

如果你想提供有关 Vulkan 支持的一些详细信息，可以将此代码添加到 createInstance 函数中。作为一个练习，尝试创建一个函数，检查 glfwGetRequiredInstanceExtensions 返回的所有扩展是否都包含在支持的扩展列表中。

清理资源（Cleaning up）

VkInstance 应该只在程序退出前销毁。可以在 cleanup 函数中使用 vkDestroyInstance 函数来销毁它：

void cleanup() {
    vkDestroyInstance(instance, nullptr);

    glfwDestroyWindow(window);

    glfwTerminate();
}

vkDestroyInstance 函数的参数很直观。如前一章所述，Vulkan 中的分配和释放函数都有一个可选的分配器回调，我们通过传递 nullptr 来忽略它。在后续章节中我们将创建的所有其他 Vulkan 资源，都应该在实例销毁之前清理干净。

在继续实例创建之后的更复杂步骤之前，是时候通过了解验证层（validation layers）来评估我们的调试选项了。