【OpenGL】 第一篇 OpenGL概覽

 

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從如今開始，認真學習OpenGL的相關知識，把讀過的每一章都作記錄，但願能堅持到最後。

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我從你們所熟知的」OpenGL紅寶書「，即OpenGL編程指南第八版開始入手，該書已經結合了OpenGL4.3的新特性。

由於是看的是中文翻譯版本，我打算和英文原版一塊兒看，有時候確實是必須的，由於看英文更接近本質。

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堅持每一篇都寫個例子，印象會更加深入。好了，不說廢話，開始了。

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【OpenGL背景】

OpenGL發展到如今，已經超過了20年的時間。做爲一個成熟而久負盛名的跨平臺的計算機圖形應用程序接口規範，

它已經被普遍應用於遊戲，影視，軍事，航空航天，地理，醫學，機械設計，以及各種科學數據可視化的領域。

另外，隨着網絡以及移動平臺的崛起，WebGL以及OpenGL ES的標準也逐漸深刻人心，這二者同OpenGL有着千絲萬縷的聯繫。

 

OpenGL幾乎支持全部現有的主流操做系統平臺，包括Windows、Mac OS X以及各類UNIX平臺。同時也能夠用於幾乎全部

主流的編程語言包括C/C++、Java、C#、VB、Python、Perl等。能夠說OpenGL無處不在。而目前流行的遊戲引擎cocos2d-x

底層的渲染便是採用了OpenGL技術，要理解以及修改引擎架構，就不可避免的要接觸OpenGL，這也是我學習的一個方向。

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【什麼是OpenGL】

OpenGL即Open Graphics Library，開放圖形庫。

OpenGL是圖形硬件的一種軟件接口（The OpenGL graphics system is a software interface to graphics hardware.），

便可以對圖形硬件設備特性進行訪問的軟件庫，方便咱們開發交互式的三維計算機圖形應用程序。

OpenGL被設計爲與硬件無關的接口，所以它是跨平臺的。那麼咱們就能夠在不考慮操做系統的前提下，實現咱們的OpenGL接口。

 

OpenGL自身並不包含任何執行窗口任務或者處理用戶輸入的函數，不過不要緊，咱們將會用到一個第三方跨平臺的庫

GLUT（OpenGL Utility Toolkit）來幫助咱們處理這些窗口事件，關於它的內容接下來會介紹。

另外，OpenGL也沒有提供任何用於表達三維物體模型（models of three-dimensional objects），

或者讀取圖像文件（例如JPEG文件）的操做。

取而代之，咱們須要經過一系列的幾何圖元（包括點、線、三角形以及Patch）來建立三維空間的物體。

 

OpenGL是採用客戶端-服務端的形式實現的，咱們本身所編寫的應用程序能夠當作客戶端，而計算機圖形硬件廠商所

提供的OpenGL實現能夠看作是服務端。（OpenGL is implemented as a client-server system,with the application

you write being considered the client, and the OpenGL implementation provided by the manufacturer

of your computer graphics hardware being the server.）

 

OpenGL 是基於光柵化的系統（rasterization-based system），用於生成圖像。但還有其餘方法例如光線追蹤

（ray tracing），但有可能也須要用到OpenGL來顯示圖像。

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【OpenGL程序渲染圖像主要的操做】

一、爲構建形狀（Shape）指明（Specify）來自OpenGL的幾何圖元的數據。

二、使用不一樣的着色器（Shapes）對輸入的圖元數據執行計算操做，由此來判斷它們的位置、顏色、以及其餘渲染屬性。

三、將輸入圖元的數學描述轉換爲在屏幕位置上相對應的片斷（fragments）。這個過程稱之爲光柵化（Rasterization）。

四、最後，爲每一個通過光柵化階段的片斷執行片斷着色器（fragment shader），該操做決定了片斷的最終顏色以及位置。

五、有時可能須要對每一個片斷(per-fragment)執行一些額外的操做。

例如判斷片斷產生的對象是否可見，或者將片斷的顏色和當前屏幕位置的顏色相融合。

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 【理解經常使用的圖形學名詞】

渲染（Rendering）：表示計算機從模型建立最終圖像的過程。

 

模型（Model）：或者又稱爲對象，是經過幾何圖元（geometric primitives）例如點（points）、線（lines）

和三角形（triangles）來構建的。而這些幾何圖元是經過頂點（vertices）來指明的。

 

着色器（Shaders）：它是圖形硬件設備所執行的一類特殊函數。

理解着色器的最好方法是把它看作專門爲圖形處理單元（GPU）編譯的一種小型程序。

OpenGL在其內部包含了全部的編譯器工具，能夠直接從着色器代碼建立GPU執行所需代碼。

在OpenGL中，會用到四種不一樣的着色階段（shader stages）。最經常使用的包括頂點着色器（vertex shaders）和

片斷着色器（fragment shaders）。前者用於處理頂點數據（vertex data），後者用於處理光柵化後的片斷數據。

 

像素（pixel）：指的是顯示器上最小的可視單元。在計算機系統中存儲於幀緩存中。

 

幀緩存（framebuffer）：由圖形硬件設備管理的一塊獨立內存區域，能夠直接映射到最終的顯示設備上。

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【關於GLUT以及GLEW】 

你可能會常常在OpenGL程序代碼中看到以glut開頭的函數，他們來自第三方庫OpenGL Utility Toolkit，就是咱們所說的GLUT。

這是一個很是流行的跨平臺工具庫（cross-platform），能夠用來顯示窗口、管理用戶輸入，以及執行其餘操做。

另外Freeglut是原始OpenGL庫的一個新變種。

 

你也可能會看到相似glewInit()這樣的函數，它來源於OpenGL Extension Wrangler，也就是GLEW。

官網關於它的介紹以下：

The OpenGL Extension Wrangler Library (GLEW) is a cross-platform open-source C/C++ extension loading library.

GLEW provides efficient run-time mechanisms for determining which OpenGL extensions are supported on the target platform.

正如上文所說的，GLEW是一個跨平臺的C++擴展庫，基於OpenGL圖形接口。GLEW能自動識別你的平臺所支持的所有OpenGL高級擴展涵數。

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看了又寫了這麼多字，想必都有點迷糊了。

接下來就應該寫寫Hello OpenGL了。

 

 

2015.06.29

廣州