opengl介绍 webGL Open Inventor、Cosmo3D、Optimizer 3DLabs

OpenGL是一个开放的三维图形软件包，它独立于窗口系统和操作系统，以它为基础开发的应用程序可以十分方便地在各种平台间移植；OpenGL可以与Visual C++紧密接口，便于实现机械手的有关计算和图形算法，可保证算法的正确性和可靠性；OpenGL使用简便，效率高。它具有七大功能：

1.建模：OpenGL图形库除了提供基本的点、线、多边形的绘制函数外，还提供了复杂的三维物体（球、锥、多面体、茶壶等）以及复杂曲线和曲面绘制函数。

2.变换：OpenGL图形库的变换包括基本变换和投影变换。基本变换有平移、旋转、变比镜像四种变换，投影变换有平行投影（又称正射投影）和透视投 影两种变换。其变换方法有利于减少算法的运行时间，提高三维图形的显示速度。

3.颜色模式设置：OpenGL颜色模式有两种，即RGBA模式和颜色索引（Color Index）。

4.光照和材质设置：OpenGL光有辐射光（Emitted Light）、环境光（Ambient Light）、漫反射光（Diffuse Light）和镜面光（Specular Light）。材质是用光反射率来表示。场景（Scene）中物体最终反映到人眼的颜色是光的红绿蓝分量与材质红绿蓝分量的反射率相乘后形成的颜色。

5:纹理映射（Texture Mapping）。利用OpenGL纹理映射功能可以十分逼真地表达物体表面细节。

6:位图显示和图象增强图象功能除了基本的拷贝和像素读写外，还提供融合（Blending）、反走样（Antialiasing）和雾（fog）的特殊图象效果处理。以上三条可使被仿真物更具真实感，增强图形显示的效果。

7：双缓存动画（Double Buffering）双缓存即前台缓存和后台缓存，简言之，后台缓存计算场景、生成画面，前台缓存显示后台缓存已画好的画面。

此外，利用OpenGL还能实现深度暗示（Depth Cue）、运动模糊（Motion Blur）等特殊效果。从而实现了消隐算法

以下是具体技术细节的区别:

1) Buffer Object Binding

2) No Client Side Arrays

3) Buffer Offset and Stride Requirements

4) Enabled Vertex Attributes and Range Checking

5) Framebuffer Object Attachments

6) Pixel Storage Parameters

7) Reading Pixels Outside the Framebuffer

8) Stencil Separate Mask and Reference Value

9) Vertex Attribute Data Stride

10) Viewport Depth Range

11) Blending With Constant Color

12) Fixed point support

13) GLSL Constructs

14) Extension Queries

15) Implementation Color Read Format and Type

16) Compressed Texture Support

17) Maximum GLSL Identifier Name Limit

18) Characters Outside the GLSL Source Character Set

19) String Length Queries

opengl es与android有着密切的关系，主要体现在这两种接口的发展轨迹和研发公司。

OpenGL ES 3.0主要新功能有:

1、渲染管线多重增强，实现先进视觉效果的加速，包括遮挡查询(Occlusion Query)、变缓反馈(Transform Feedback)、实例渲染(Instanced Rendering)、四个或更多渲染目标支持。

2、高质量ETC2/EAC纹理压缩格式成为一项标准功能，不同平台上不再需要需要不同的纹理集。

3、新版GLSL ES 3.0着色语言，全面支持整数和32位浮点操作。

4、纹理功能大幅增强，支持浮点纹理、3D纹理、深度纹理、顶点纹理、NPOT纹理、R/RG单双通道纹理、不可变纹理、2D阵列纹理、无二次幂限制纹理、阴影对比、调配(swizzle)、LOD与mip level clamps、无缝立方体贴图、采样对象、纹理MSAA抗锯齿渲染器。

5、一系列广泛的精确尺寸纹理和渲染缓冲格式，便携移动应用更简单。

OpenGL ES工作组会在六个月内更新OpenGL ES采纳者项目，提供广泛的兼容性测试，并提供相关源代码。

ARM、HI Corporation、Imagination、NVIDIA、高通、ZiiLABS等等都第一时间表达了对OpenGL ES 3.0的大力支持，其中ARM今天刚刚发布的第二代Mali-T600系列最新移动GPU就支持OpenGL ES 3.0。

2D/3D图形知识产权IP提供商Digital Media Professionals Inc. (DMP)也同时宣布，其基于可扩展SMAPH-S着色器的图形IP产品系列也已支持OpenGL ES 3.0。

在OpenGL的基础上还有Open Inventor、Cosmo3D、Optimizer等多种高级图形库，适应不同应用。其中，Open Inventor应用最为广泛。该软件是基于OpenGL面向对象的工具包，提供创建交互式3D图形应用程序的对象和方法，提供了预定义的对象和用于交互的事件处理模块，创建和编辑3D场景的高级应用程序单元，有打印对象和用其它图形格式交换数据的能力。

OpenGL的发展一直处于一种较为迟缓的态势，每次版本的提高新增的技术很少，大多只是对其中部分做出修改和完善。1992年7月，SGI公司发布了OpenGL的1.0版本，随后又与微软公司共同开发了Windows NT版本的OpenGL，从而使一些原来必须在高档图形工作站上运行的大型3D图形处理软件也可以在微机上运用。1995年OpenGL的1.1版本面市，该版本比1.0的性能有许多提高，并加入了一些新的功能。其中包括改进打印机支持，在增强元文件中包含OpenGL的调用，顶点数组的新特性，提高顶点位置、法线、颜色、色彩指数、纹理坐标、多边形边缘标识的传输速度，引入了新的纹理特性等等。OpenGL
1.5又新增了“OpenGL Shading Language”，该语言是“OpenGL 2.0”的底核，用于着色对象、顶点着色以及片断着色技术的扩展功能。

OpenGL 2.0标准的主要制订者并非原来的SGI，而是逐渐在ARB中占据主动地位的3DLabs。2.0版本首先要做的是与旧版本之间的完整兼容性，同时在顶点与像素及内存管理上与DirectX共同合作以维持均势。OpenGL 2.0将由OpenGL 1.3的现有功能加上与之完全兼容的新功能所组成(如图一)。借此可以对在ARB停滞不前时代各家推出的各种纠缠不清的扩展指令集做一次彻底的精简。此外，硬件可编程能力的实现也提供了一个更好的方法以整合现有的扩展指令。

目前，随着DirectX的不断发展和完善，OpenGL的优势逐渐丧失，至今虽然已有3Dlabs提倡开发的2.0版本面世，在其中加入了很多类似于DirectX中可编程单元的设计，但厂商的用户的认知程度并不高，未来的OpenGL发展前景迷茫。