opengl 简介

opengl 学习笔记，转自：LearnOpenGL

OpenGL到底是什么？

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)。OpenGL库的开发者通常是显卡的生产商，故当

产生一个bug时通常可以通过升级显卡驱动来解决。这些驱动会包括你的显卡能支持的最新版本的OpenGL。

状态机

OpenGL自身是一个巨大的状态机(State
Machine)。OpenGL的状态通常被称为OpenGL上下文(Context)。我们使用当前OpenGL上下文来渲

染。假设当我们想告诉OpenGL去画线段而不是三角形的时候，我们通过改变一些上下文变量来改变OpenGL状态，从而告诉OpenGL如何去绘

图。一旦我们改变了OpenGL的状态为绘制线段，下一个绘制命令就会画出线段而不是三角形。

基元类型(Primitive Type)

使用OpenGL时，建议使用OpenGL定义的基元类型。比如使用

float

时我们加上前缀

GL

（因此写作

GLfloat

）。

int

、

uint

、

char

、

bool

等等也类似。OpenGL定义的这些GL基元类型的内存布局是与平台无关的，而int等基元类型在不同操作系统上可能有不同的内存布局。使用GL基元类型可以保证你的程序在不同的平台上工作一致。

OpenGL工作流

// 创建对象
GLuint objectId = 0;
glGenObject(1, &objectId);
// 绑定对象至上下文
glBindObject(GL_WINDOW_TARGET, objectId);
// 设置当前绑定到 GL_WINDOW_TARGET 的对象的一些选项
glSetObjectOption(GL_WINDOW_TARGET, GL_OPTION_WINDOW_WIDTH, 800);
glSetObjectOption(GL_WINDOW_TARGET, GL_OPTION_WINDOW_HEIGHT, 600);
// 将上下文对象设回默认
glBindObject(GL_WINDOW_TARGET, 0);

首先创建一个对象，然后用一个id保存它的引用（实际数据被储存在后台）。然后我们将对象绑定至上下文的目标位置（例子中窗口对象目

标的位置被定义成GL_WINDOW_TARGET）。接下来我们设置窗口的选项。最后我们将目标位置的对象id设回0，解绑这个对象。设置的选项

将被保存在objectId所引用的对象中，一旦我们重新绑定这个对象到GL_WINDOW_TARGET位置，这些选项就会重新生效。

opengl
图形渲染管线

Graphics
Pipeline，指的是一堆原始图形数据途经一个输送管道，期间经过各种变化处理最终出现在屏幕的过程。



蓝色部分代表的是我们可以注入自定义的着色器的部分。

首先，我们以数组的形式传递3个3D坐标作为图形渲染管线的输入，用来表示一个三角形，这个数组叫做顶点数据(Vertex
Data)。一个顶点

(Vertex)是一个3D坐标的数据的集合。而顶点数据是用顶点属性(Vertex
Attribute)表示的，简单起见，假定每个顶点只由一个3D位置和一些颜

色值组成的吧。

第一个部分是顶点着色器(Vertex
Shader)，它把一个单独的顶点作为输入。顶点着色器主要的目的是把3D坐标转为另一种3D坐标，同时顶点

着色器允许我们对顶点属性进行一些基本处理。

图元装配(Primitive
Assembly)阶段将顶点着色器输出的所有顶点作为输入（如果是GL_POINTS，那么就是一个顶点），并把所有的点装配成

指定图元的形状（比如三角形）。

图元装配阶段的输出会传递给几何着色器(Geometry
Shader)。几何着色器把图元形式的一系列顶点的集合作为输入，它可以通过产生新顶点

构造出新的（或是其它的）图元来生成其他形状。

几何着色器的输出会被传入光栅化阶段(Rasterization
Stage)，这里它会把图元映射为最终屏幕上相应的像素，生成供片段着色器(Fragment

Shader)使用的片段(Fragment)。在片段着色器运行之前会执行裁切(Clipping)。裁切会丢弃超出你的视图以外的所有像素，用来提升执行效

率。片段是OpenGL渲染一个像素所需的所有数据。

片段着色器的主要目的是计算一个像素的最终颜色，这也是所有OpenGL高级效果产生的地方。通常，片段着色器包含3D场景的数据（比如

光照、阴影、光的颜色等等），这些数据可以被用来计算最终像素的颜色。

在所有对应颜色值确定以后，最终的对象将会被传到最后一个阶段，我们叫做Alpha测试和混合(Blending)阶段。这个阶段检测片段的对应的

深度（和模板(Stencil)）值，用它们来判断这个像素是其它物体的前面还是后面，决定是否应该丢弃。这个阶段也会检查alpha值（alpha值定

义了一个物体的透明度）并对物体进行混合(Blend)。所以，即使在片段着色器中计算出来了一个像素输出的颜色，在渲染多个三角形的时候

最后的像素颜色也可能完全不同。