Khronos成立25周年:以开放标准塑造视觉计算的未来

作者:Neil Trevett,Khronos Group 主席


二十五年前,一群原本相互竞争的企业面临一个将重塑视觉计算格局的关键抉择。彼时,智能手机、GPU 加速和云计算尚未问世,但 Khronos 的创始成员已站在新兴技术的最前沿 —— 这些技术即将彻底改变数十亿人体验数字世界的方式。

他们秉持一个至关重要的信念:若缺乏由行业共识驱动的互操作性标准,那么,技术碎片化与重复投入将严重制约这些变革性创新的发展。正因如此,他们选择了合作而非竞争 —— 因为开放标准唯有由其所服务的产业共同构建,才能真正发挥作用。

视频地址:https://youtu.be/TH1_hWUtcG4

这一认识促使图形学先驱和计算领域的领军企业 —— 包括 3Dlabs、ATI、Evans & Sutherland、IBM、Intel、NVIDIA、SGI 和 Sun —— 携手合作,成立了非营利性开放联盟 Khronos。他们的目标既雄心勃勃又至关重要:为未来的视觉计算构建互操作性基础,并确保开发者能够创建功能强大的跨平台应用程序,而无需受制于专有生态系统。但最初,一个组织能否创建并发展出业界所需的开放标准体系,尚不明朗。

但 Khronos 成员们最终成功了。自 2000 年以来,Khronos 开放标准为数字时代突破性的视觉体验提供了动力,从掌上游戏到先进的空间计算,无所不包。值此 2026 年之际,我们庆祝与业界合作 25 周年 —— 一些塑造了我们发展历程的人们将在此分享他们的故事和回忆。

视频地址:https://youtu.be/3W6id1y2X4s


逐步实现3D加速——一次一个平台

从一开始,Khronos 的核心理念就是随着新平台的不断发展,将 3D 和计算加速技术引入其中 —— 从桌面到移动端,再到 Web,如今又扩展到人工智能和空间计算领域。每一项新标准都建立在以往经验的基础上,从而推动了一波视觉创新浪潮。

作为 3D 加速标准家族根源的 OpenGL,它最初由 SGI 于 1992 年为工作站和台式机创建,后来发展成为行业标准 API,使开发人员能够利用不同硬件供应商的 GPU 性能。Khronos 于 2006 年接管 OpenGL 的管理工作,以确保其作为开放标准的持续发展。

视频地址:https://youtu.be/UN-bi9hsldg

Khronos 的首个重大成功是 2003 年推出的 OpenGL ES™。当时,在移动硬件上运行实时 3D 图形是一个革命性的想法。这一对桌面 OpenGL API 的精简版彻底改变了一切,使开发者能够在资源受限的硬件(从早期智能手机到嵌入式系统)上突破性地利用 GPU 功能。

OpenGL ES 成为 Android 和 iOS 的基础图形 API,使移动游戏和应用程序能够高效地将像素渲染到屏幕上,这一趋势持续了十多年。从《愤怒的小鸟》到《无尽之剑》,移动设备展现了其提供主机级视觉效果的能力,从根本上改变了人们对掌上硬件的预期。

视频地址:https://youtu.be/C-IEYPEi2Iw

移动游戏仅仅是个开始。2010 年代,OpenGL ES 在移动和桌面平台上的普及,为将 3D 技术引入网络创造了绝佳的机会 —— 网络平台顾名思义,几乎可以在任何地方运行。2011 年,Khronos 公司推出了 WebGL,使得任何浏览器无需插件即可实现硬件加速的 3D 图形 —— 这在 3D 技术的普及方面实现了真正的飞跃。

视频地址:https://www.youtube.com/watch?v=BGe9UWE0fgY&t=79s

WebGL 被所有主流浏览器厂商迅速采用,由此带来了一个新的挑战:如何在在线 3D 应用中,高效地共享和交付丰富的 3D 资源。Khronos 于 2015 年推出了 glTF™,这是一种 3D 传输格式,它已成为“3D 领域的 JPEG”,实现了跨引擎和浏览器无缝共享对象和场景。十年后的今天,glTF 仍在不断发展,融合了最新的前沿 3D 渲染技术,并为新兴的空间应用和平台提供支持。

视频地址:https://youtu.be/JvI68vAtYtc


从并行计算到人工智能和空间计算

随着3D 图形技术的不断发展并与并行计算融合,Khronos 从一开始就参与其中,构建加速计算的标准。2009 年发布的 OpenCL™ 使得异构并行处理能够在不同的设备和厂商之间实现。如今,OpenCL 为从移动图像处理和人工智能推理到高端科学计算等各种应用提供支持。基于 OpenCL 的基础,SYCL™ 于 2014 年发布,旨在将现代 C++ 编程引入异构加速,以满足高要求的计算工作负载的需求。

但异构计算需要的不仅仅是执行 API,它还需要强大的语言和编译器生态系统。Khronos 于 2015 年推出了 SPIR-V™ —— 一种标准化的中间表示形式,它后来成为了 GPU 编程的通用语言。SPIR-V 为图形着色器和计算内核提供了一种可移植的格式,使编译器前端能够面向多种加速 API,包括非 Khronos API,例如 Microsoft 的 Direct3D。

视频地址:https://youtu.be/qoxVbrvVcRw

如今,人工智能和 3D 图形技术正融合,掀起新一轮创新浪潮。神经渲染技术能够从 2D 图像创建逼真的 3D 内容。人工智能加速了实时光线追踪并生成程序化资源。与此同时,空间计算需要强大的 GPU 加速,才能提供具有自然用户界面的沉浸式体验。 Khronos 正在构建和发展底层 API 和语言,使这种融合成为可能。

Vulkan® 代表了 Khronos GPU API 的最新演进。Vulkan 于 2016 年发布,它赋予开发者对 GPU 资源(包括图形和计算资源,以及 AI 加速)的显式底层控制权。这种统一的方法使 Vulkan 成为移动、桌面和嵌入式系统上首选的跨平台 GPU 硬件抽象层,帮助开发者最大限度地发挥现代硬件的性能。

随着计算日益空间化,OpenXR ™ 正在提供至关重要的基础。OpenXR 于 2019 年发布,为开发者提供了一个统一的 API,使其能够覆盖整个 XR 生态系统 —— 从沉浸式头显到 AI 智能眼镜 —— 从而消除 VR 和 AR 设备之间的碎片化。OpenXR 目前正着手标准化用户和环境的语义理解,使 XR 设备能够理解手势、眼动和房间布局。

Slang ™ 是 Khronos 于 2024 年推出的现代着色器语言,它连接了传统图形和 AI 驱动的渲染技术。Slang 为着色器开发带来了现代编程特性,同时确保了跨多个渲染 API 和平台的可移植性。它对自动微分的支持使开发人员能够将机器学习技术直接集成到图形管线中,从而可以在图形引擎内部实时训练和运行神经渲染。

从桌面工作站到移动设备,从网页浏览器到沉浸式头戴设备,Khronos 标准始终秉持着一个核心原则:将软件与芯片连接起来。通过构建开放、可互操作的 API,弥合了开发者创造力与硬件能力之间的鸿沟,Khronos 制定了惠及所有人的标准 —— 而这一技术成就离不开促成它的协作模式。


合作铸就传承与未来

Khronos 对行业的影响力深远,这并非源于某家公司的愿景,而是集体智慧和共同目标的结晶。25 年来,该组织促进了数百家成员公司和数十个工作组之间的合作,确保视觉计算创新保持开放、互操作性,并惠及所有人。这种合作模式已扩展到 Khronos 之外:该组织协助成立了如今独立的元宇宙标准论坛 (Metaverse Standards Forum),该论坛促进了标准制定组织、公司和学术界之间的合作,以推进空间计算的互操作性。

Khronos 的故事归根结底是一个关于人的故事 —— 工程师、架构师和创新者们选择了合作而非竞争。感谢每一位参与工作组、参与规范讨论、编写代码、倡导开放标准的人们:你们塑造了视觉计算的未来。我们赞扬你们的奉献精神,以及它对全球数十亿用户产生的影响。25 年前,一群竞争对手选择了合作。如今,这一选择已经改变了世界各地人们体验视觉技术的方式。下一个 25 年的创新时代即将到来 —— 让我们携手共创未来。

视频地址:https://youtu.be/6B4apdqI-7A


原博客链接:
https://www.khronos.org/blog/the-khronos-group-celebrates-25-years-shaping-the-future-through-open-standards?utm_medium=newsfeed&utm_source=newsfeed&utm_campaign=Khronos_at_25&utm_content=blog

内容来源 | www.khronos.org
审核校对 | 方莹


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