1 OpenXR 概述

OpenXR 是一个免版税的框架，可以访问 AR、VR 和 MR 平台和设备。在 OpenXR 之前，不同的供应商构建了自己的专有 SDK 来支持 XR 设备。当前的多供应商 SDK 生态系统具有以下局限性：

为一个SDK开发的应用程序不能在每个HMD上运行（因为不同SDK的API不同）
应用程序开发人员需要将相同的应用程序移植到不同的 SDK 上以在每个 HMD 上运行
如果不同SDK有API变更，则需要上报
AR、VR、MR目前还没有通用的SDK（有的SDK只做AR，或者只做VR等）
应用生态系统受限于不同的SDK和HMD
大多数可用的 SDK 和 HMD 不支持 WebXR

下图说明了碎片化的SDK生态系统与OpenXR的对比：

在这里插入图片描述

图的左侧是碎片化的生态系统，具有不同的 SDK 和应用程序的交叉移植以在支持的 HMD 上运行。

图右侧是应用层和设备插件层的通用框架接口，使应用程序在不同的 OpenXR 支持的 XR HMD 上具有交叉功能。

OpenXR 弥合了差距，提供以下优势：

无需跨端口应用程序（一旦开发就可以在任何HMD上工作） - 通过统一的应用程序接口实现
提供统一的设备插件接口，使OpenXR应用平台无关
提供统一的AR、VR、MR体验SDK
支持 WebXR

OpenXR 分为许多层和组件。主要组成部分是：

应用（Application）
加载器（Loader）
API层（API layer）
运行时（Runtime）
合成器（Compositor）

下图显示了 OpenXR 组件分布。
![在这里插入图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/34f9b8af66314e268694d4eeaa0ecaf0.png

1.1 加载器

加载器是应用程序、运行时和其他 OpenXR 层之间的中间层。加载程序对于检测、公开和可能加载系统上任何可用的 OpenXR 运行时或 API 层至关重要。设置完成后，加载程序还负责管理将 OpenXR 命令正确分派给这些组件中的每一个。

加载器：

确定用于请求应用程序的运行时间；因此，它必须在一个系统上支持一个或多个 OpenXR 运行时。它加载运行时并将实例返回给应用程序。
将API暴露给应用层以创建运行时实例，检查API支持层，并将OpenXR命令根植到运行时下层
必须支持 OpenXR API 层（可由应用程序、开发人员或标准系统设置启用的可选模块）
必须通过卸载 API 路由和运行时操作来努力减少其对 OpenXR 应用程序的整体内存和性能影响

下图显示了 OpenXR 加载程序交互。
在这里插入图片描述

以下是loader面向应用层暴露的API（重要功能）：

xrCreateInstance
xrDestroyInstance
xrEnumerateApiLayerProperties
xrEnumerateInstanceExtensionProperties
xrGetInstanceProcAddr
xrGetInstanceProperties
xrPollEvent
xrGetSystem
xrGetSystemProperties
xrCreateSession
xrDestroySession
xrEnumerateReferenceSpaces
xrCreateReferenceSpace
xrCreateActionSpace
xrLocateSpace
xrDestroySpace
xrEnumerateSwapchainFormats
xrCreateSwapchain
xrDestroySwapchain
xrEnumerateSwapchainImages
xrAcquireSwapchainImage
xrWaitSwapchainImage
xrReleaseSwapchainImage
xrBeginSession
xrEndSession
xrRequestExitSession
xrWaitFrame
xrBeginFrame
xrEndFrame
xrLocateViews
xrCreateActionSet
xrDestroyActionSet
xrCreateAction
xrDestroyAction
xrGetActionStatePose
xrSyncActions
xrApplyHapticFeedback
xrStopHapticFeedback

有关 SXR 和 OpenXR SDK 之间的 API 差异以及 API 功能的详细信息，暂不描述。

1.2 运行时

OpenXR 运行时是实现 OpenXR API 的软件。一个系统上可能安装了多个 OpenXR 运行时，但在任何给定时间只能激活一个运行时。每个 OpenXR 运行时控制一个完整的 VR/AR/MR 系统。

这里，运行时包括运行时客户端、运行时服务器和合成器。运行时客户端与应用程序进程一起使用。应用程序可以通过运行时客户端中的加载器调用运行时函数。在运行时执行其他操作之前，运行时客户端需要通过 ipc_instance_create 调用与运行时服务器建立连接。

然后渲染层的数据等信息可以不断地传输到运行时服务器。

运行时服务器与应用程序运行在不同的进程中。运行时服务器持续监听 IPC 命令并从连接的运行时客户端接收渲染数据。运行时服务器中的合成器循环被创建来处理数据，包括获取所有层、重新投影、扭曲并最终在设备上显示它们。

1.3 API层

API 层是增强 OpenXR 系统的可选组件。他们可以在从应用程序到运行时的过程中拦截、评估、修改和插入现有的 OpenXR 命令。

API 层被实现为以各种方式（包括通过应用程序请求）启用的库。在 xrCreateInstance 调用期间，所有 API 层都在 OpenXR 系统中启用。每个 API 层都可以选择挂钩（拦截）任何 OpenXR 命令，而这些命令又可以被忽略或增加。 API 层不需要拦截所有 OpenXR 命令，而只需拦截它需要的那些命令。

1.4 合成器

合成器用作共享库，并由同一进程内的运行时服务器调用。它负责获取所有层，重新投影和扭曲它们，并将它们显示到设备上。 thread qxr_multi_main_loop thread可以提交层给thread render_thread_loop。线程 render_thread_loop 将扭曲并显示场景。

合成器公开了以下功能：
控制合成器生命周期：