OpenGL深入浅出(1)—导读

2023年 9月 30日 29.2k 0

在之前的专栏里我们介绍了ijkplayer音视频相关的知识,感兴趣的同学可以点击这里去看

在本专栏里我们会逐步解开OpenGL的神秘面纱,本章我们会先介绍OpenGL是什么,在什么情况下可以使用等等,在后续的文档中我们会结合源码解析整个OpenGL的框架,敬请期待喽。

1、引言

OpenGL(Open Grahpics Library)是一种用于渲染2D、3D矢量图形的跨语言、跨平台的应用程序编程接口(API),但OpenGL本身并不是一个API,它仅仅是一个由Khronos组织制定并维护的规范(Specification)。

2、OpenGL的应用领域

OpenGL的一些主要应用领域如下:

  • 游戏开发:OpenGL广泛应用于游戏开发中,用于渲染游戏中的图形和动画。许多知名的游戏引擎,如Unity和Unreal Engine,都支持使用OpenGL进行图形渲染。
  • 计算机辅助设计 (CAD):在CAD领域,OpenGL用于渲染3D模型和图形,帮助设计师进行设计和模拟。
  • 虚拟现实和增强现实:在虚拟现实 (VR)和增强现实(AR)领域,OpenGL用于渲染3D环境和物体,提供沉浸式的用户体验。
  • 数据可视化:在科学计算和数据分析领域,OpenGL用于渲染复杂的数据可视化图形,帮助研究者理解和解释数据。
  • 图形处理软件:许多图形处理软件,如Adobe Photoshop和GIMP,都使用OpenGL进行图形渲染和处理。
  • 影视和动画制作:在影视和动画制作领域,OpenGL用于演染高质量的3D图形和动画。
  • 总的来说,OpenGL的应用领域非常广泛,几乎涵盖了所有需要图形渲染的领域。

    3、OpenGL的历史

    OpenGL (Open Graphics Librany)的历史可以追溯到1992年。

    • 1992年:OpenGL由美国的SG公司(Sllicon Graphics Inc.)首次发布,最初是作为其IRIS CL图形库的一个改进版本。OpenGL的目标是提供一个开放、跨平台的图形编程接口。
    • 1994年:为了推动OpenGL的发展和普及,SGI公司与其他几家公司一起成立了OpenGL架构审查委员会(OpenGL Architecture Review Board, ARB)
    • 1997年:OpenGL 1.1版本发布,这是第一个由ARB委员会发布的版本,增加了一些新的特性,如顶点数组和多纹理支持。
    • 2002年:OpenGL 2.0版本发布,引入了可编程着色器,使得开发者可以更灵活地控制图形的渲染过程。
    • 2006年:ARB委员会被Khronos Group接管,Khronos Group从此成为OpenGL的主要开发和维护组织。
    • 2008年:OpenGL3.0版本发布,移除了一些过时的特性,同时增加了对新硬件的支持。
    • 2010年:OpenGL 4.0版本发布,增加了对tessellatio(曲面细分)和计算着色器的支持。

    近年来,OpenGL继续发展和更新,支持更多的图形硬件和特性,同时也有一些新的图形接口,如Vulkan和WebGL,基于OpenGL或其思想进行开发。
    OpenGL的历史是一个不断发展和创新的过程,它的出现和发展极大地推动了计算机图形学的进步。

    4、OpenGL的架构

    OpenGL的架构是一个灵活且强大的图形编程框架,它提供了丰富的API和特性,使开发者可以创建各种复杂的图形应用其架构,主要包括以下几个部分:

  • 应用程序接口(API):OpenGL提供了一套丰富的APl,开发者可以通过这些AP进行图形的创建、渲染和操作。这些API包括了对图形对象的基本操作(如变换、裁剪、光照等),以及对图形硬件的底层控制(如缓冲区、纹理、着色器等)
  • 着色器:从OpenGL 2.0开始,引入了可编程着色器,开发者可以编写著色器程序来控制翻形的渲染过程。着色器主要包括顶点着色器、片元着色器、几何着色器、曲面细分着色器和计算着色器。
  • 状态机:OpenGL是一个状态机,它维护了一系列的状态变量,用于控制图形的潼染过程。开发者可以通过API改变这些状态,从而改变图形的渲染效果。
  • 管道:OpenGL的渲染过程是一个管道(pipeline)模型,包括了顶点处理、图元装配、光棚化、片元处理等多个阶段。每个阶段都可以通过状态或着色器进行控制。
  • 扩展机制:OpenGL提供了一种扩展机制,硬件厂商和开发者可以通过扩展来增加新的AP10特性。这使得OpenGL能够及时支持新嘎图形硬件和技术。
  • 5、OpenGL的优点

    OpenGL的优点在于其跨平台、高效、功能强大、易于使用以及开放和可扩展性、这使得它在图形编程领域得到了广泛的应用,具有以下几个主要优点:

  • 跨平台:OpenGL是一个跨平台的图形API,它支持Window5、Linux、Mac OS等多种操作系统,以及各种图形硬件。这使得使用OpenGL开发的应用程序具有很好的可移植性。
  • 高效性能:OpenGL直接与图形硬件交互,避免了许多中间层的开销,因此它的渲染性能非常高。同时,OpenGL也支持硬件加速,可以充分利用图形硬件的性能。
  • 强大功能:OpenGL提供了丰富的图形处理功能,包括基本的图形绘制、复杂的光照和文理处理、高级的着色器编程等。这使得开发者可以使用OpenGL创建各种复杂的图形应用。
  • 易于学习和使用:相比于其他一些图形API,OpenGL的API设计较为简单直观,易于学习和使用。同时,由于OpenGL的广泛使用,网络上有大量的教程和资源,对于初学者来说非常友好
  • 开放和扩展性:OpenGL是一个开放的标准,由Khronos Group进行维护和发展。同时,OpenGL也提供了扩展机制,允许硬件厂商和开发者增加新的功能和特性。
  • 6、OpenGL的未来

    随着计算机图形技术的发展,OpenGL也在不断进化。例如,OpenGL 4.6版本引入了许多新的特性,如SPIR-V支持、增强的调试能力等。此外,OpenGL的下一代APl:Vulkan,也在积极开发中,Vulkan提供了更低级、更灵活的接口,可以更好地利用现代硬件的能力。

    好啦,导读部分已经结束了,后续的文章我们会从源码和架构的角度,逐步为大家讲解OpenGL的精妙之处。

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