opengl 簡介

opengl 學習筆記，轉自：LearnOpenGL

OpenGL到底是什麼？

OpenGL本身并不是一個API，它僅僅是一個由Khronos組織制定并維護的規範(Specification)。OpenGL庫的開發者通常是顯示卡的生産商，故當

産生一個bug時通常可以通過更新顯示卡驅動來解決。這些驅動會包括你的顯示卡能支援的最新版本的OpenGL。

狀态機

OpenGL自身是一個巨大的狀态機(State Machine)。OpenGL的狀态通常被稱為OpenGL上下文(Context)。我們使用目前OpenGL上下文來渲

染。假設當我們想告訴OpenGL去畫線段而不是三角形的時候，我們通過改變一些上下文變量來改變OpenGL狀态，進而告訴OpenGL如何去繪

圖。一旦我們改變了OpenGL的狀态為繪制線段，下一個繪制指令就會畫出線段而不是三角形。

基元類型(Primitive Type)

使用OpenGL時，建議使用OpenGL定義的基元類型。比如使用

float

時我們加上字首

GL

（是以寫作

GLfloat

）。

int

、

uint

、

char

、

bool

等等也類似。OpenGL定義的這些GL基元類型的記憶體布局是與平台無關的，而int等基元類型在不同作業系統上可能有不同的記憶體布局。使用GL基元類型可以保證你的程式在不同的平台上工作一緻。

OpenGL工作流

// 建立對象
GLuint objectId = 0;
glGenObject(1, &objectId);
// 綁定對象至上下文
glBindObject(GL_WINDOW_TARGET, objectId);
// 設定目前綁定到 GL_WINDOW_TARGET 的對象的一些選項
glSetObjectOption(GL_WINDOW_TARGET, GL_OPTION_WINDOW_WIDTH, 800);
glSetObjectOption(GL_WINDOW_TARGET, GL_OPTION_WINDOW_HEIGHT, 600);
// 将上下文對象設回預設
glBindObject(GL_WINDOW_TARGET, 0);
           

首先建立一個對象，然後用一個id儲存它的引用（實際資料被儲存在背景）。然後我們将對象綁定至上下文的目标位置（例子中視窗對象目

标的位置被定義成GL_WINDOW_TARGET）。接下來我們設定視窗的選項。最後我們将目标位置的對象id設回0，解綁這個對象。設定的選項

将被儲存在objectId所引用的對象中，一旦我們重新綁定這個對象到GL_WINDOW_TARGET位置，這些選項就會重新生效。

opengl 圖形渲染管線

Graphics Pipeline，指的是一堆原始圖形資料途經一個輸送管道，期間經過各種變化處理最終出現在螢幕的過程。

藍色部分代表的是我們可以注入自定義的着色器的部分。

首先，我們以數組的形式傳遞3個3D坐标作為圖形渲染管線的輸入，用來表示一個三角形，這個數組叫做頂點資料(Vertex Data)。一個頂點

(Vertex)是一個3D坐标的資料的集合。而頂點資料是用頂點屬性(Vertex Attribute)表示的，簡單起見，假定每個頂點隻由一個3D位置和一些顔

色值組成的吧。

第一個部分是頂點着色器(Vertex Shader)，它把一個單獨的頂點作為輸入。頂點着色器主要的目的是把3D坐标轉為另一種3D坐标 ，同時頂點

着色器允許我們對頂點屬性進行一些基本處理。

圖元裝配(Primitive Assembly)階段将頂點着色器輸出的所有頂點作為輸入（如果是GL_POINTS，那麼就是一個頂點），并把所有的點裝配成

指定圖元的形狀（比如三角形）。

圖元裝配階段的輸出會傳遞給幾何着色器(Geometry Shader)。幾何着色器把圖元形式的一系列頂點的集合作為輸入，它可以通過産生新頂點

構造出新的（或是其它的）圖元來生成其他形狀。

幾何着色器的輸出會被傳入光栅化階段(Rasterization Stage)，這裡它會把圖元映射為最終螢幕上相應的像素，生成供片段着色器(Fragment

 Shader)使用的片段(Fragment)。在片段着色器運作之前會執行裁切(Clipping)。裁切會丢棄超出你的視圖以外的所有像素，用來提升執行效

率。片段是OpenGL渲染一個像素所需的所有資料。

片段着色器的主要目的是計算一個像素的最終顔色，這也是所有OpenGL進階效果産生的地方。通常，片段着色器包含3D場景的資料（比如

光照、陰影、光的顔色等等），這些資料可以被用來計算最終像素的顔色。

在所有對應顔色值确定以後，最終的對象将會被傳到最後一個階段，我們叫做Alpha測試和混合(Blending)階段。這個階段檢測片段的對應的

深度（和模闆(Stencil)）值，用它們來判斷這個像素是其它物體的前面還是後面，決定是否應該丢棄。這個階段也會檢查alpha值（alpha值定

義了一個物體的透明度）并對物體進行混合(Blend)。是以，即使在片段着色器中計算出來了一個像素輸出的顔色，在渲染多個三角形的時候

最後的像素顔色也可能完全不同。