正所謂摸到不誤砍柴工侥啤，我們?cè)趯W(xué)習(xí)OPenGL API之前凳宙，我們先來(lái)了解下OpenGL下的專(zhuān)業(yè)名詞是用來(lái)做什么的，可以加深我們對(duì)OPenGL的理解职祷。

?OpenGL上下文【context】

? ? A.在應(yīng)用程序調(diào)用任何OpenGL的指令之前氏涩，需要安排首先創(chuàng)建一個(gè)OpenGL的上下文。這個(gè)上下文是一個(gè)非常龐大的狀態(tài)機(jī)有梆，用來(lái)保存OpenGL中的各種狀態(tài)是尖，這也是OpenGL指令執(zhí)行的基礎(chǔ)。

? ??B.OpenGL的函數(shù)不管在那個(gè)語(yǔ)言中泥耀，都有類(lèi)似C語(yǔ)言一樣的面向過(guò)程的函數(shù)饺汹，本質(zhì)上都是對(duì)OpenGL上下文這個(gè)龐大的狀態(tài)機(jī)中的某個(gè)狀態(tài)或者對(duì)象進(jìn)行操作，當(dāng)然我們需要把這個(gè)對(duì)象設(shè)置為當(dāng)前對(duì)象痰催。因此兜辞，通過(guò)對(duì)OpenGL指令的封裝迎瞧，是可以將OpenGL的相關(guān)調(diào)用封裝成一個(gè)面向?qū)ο蟮膱D形API的。

? ??C.由于OpenGL上下文是一個(gè)巨大的狀態(tài)機(jī)逸吵，切換上下文往往會(huì)產(chǎn)生較大的開(kāi)銷(xiāo)凶硅，但是不同的繪制模塊，可能需要使用完全獨(dú)立的狀態(tài)管理扫皱。因此足绅，可以在應(yīng)用程序中分別創(chuàng)建多個(gè)不同的上下文，并且在不同線(xiàn)程中使用不同的上下文韩脑，上下文之間共享文理氢妈、緩沖區(qū)資源。這樣的方案段多，回避反復(fù)切換上下文首量，或者大量修改渲染狀態(tài)，更加合理高效衩匣。

OpenGL狀態(tài)機(jī)
狀態(tài)機(jī)描述了一個(gè)對(duì)象在其生命周期內(nèi)所經(jīng)歷的各種狀態(tài)蕾总，狀態(tài)間的轉(zhuǎn)發(fā)，發(fā)生轉(zhuǎn)變的原因琅捏，條件及轉(zhuǎn)變中所執(zhí)行的活動(dòng)生百。或者說(shuō)沒(méi)狀態(tài)機(jī)是一種行為柄延，說(shuō)明對(duì)象在其生命周期中響應(yīng)時(shí)間所經(jīng)歷的狀態(tài)徐柳以及對(duì)那些狀態(tài)時(shí)間的響應(yīng)蚀浆。因此它具有以下特點(diǎn)：
? ? A.有記憶功能，可以記住其當(dāng)前所處的狀態(tài)（如當(dāng)前所有使用的顏色搜吧、是否開(kāi)啟了混合功能等）
? ? B.可以接受輸入市俊，根據(jù)輸入的內(nèi)容和自己原先狀態(tài)，修改自己當(dāng)前狀態(tài)滤奈，并且可以對(duì)應(yīng)輸出（當(dāng)調(diào)用OpenGL函數(shù)的時(shí)候摆昧，實(shí)際上可以看成OpenGL在接受我們的輸入，如我們調(diào)用glcolor3f,則OpenGL接收到這個(gè)輸入后會(huì)修改自己的"當(dāng)前顏色"這個(gè)狀態(tài)）
? ? C.當(dāng)進(jìn)入特殊狀態(tài)（停機(jī)狀態(tài)）的時(shí)候蜒程，不再接受輸入绅你，停止工作（程序在退出前，OpenGL總會(huì)先停止工作的）

渲染：將圖形/圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成3的空間圖形操作叫做渲染（Rendering）昭躺。

頂點(diǎn)數(shù)組（VertexArray）和頂點(diǎn)緩沖區(qū)（VertexBuffer）

? ? A.畫(huà)圖一般是先畫(huà)好圖像的骨架忌锯，然后再往股價(jià)里面填充顏色，這對(duì)于OpenGL也是一樣的领炫。頂點(diǎn)數(shù)據(jù)就是要畫(huà)的圖像股價(jià)偶垮，和現(xiàn)實(shí)中不同的是，OpenGL中的圖像都是由圖元組成。在OpenGLES中似舵，有三種類(lèi)型的圖元：點(diǎn)脚猾、線(xiàn)、三角形啄枕。那些頂點(diǎn)數(shù)據(jù)最終是存儲(chǔ)在哪里的呢婚陪？開(kāi)發(fā)者可以選擇設(shè)定函數(shù)指針，在調(diào)用繪制方法的時(shí)候频祝，直接由內(nèi)存?zhèn)魅腠旤c(diǎn)數(shù)據(jù)泌参，也就是說(shuō)這部分?jǐn)?shù)據(jù)之前是存儲(chǔ)在內(nèi)存當(dāng)中的，被稱(chēng)為頂點(diǎn)數(shù)組常空。而性能更好的做法是沽一，提前分配一塊現(xiàn)存，在頂點(diǎn)數(shù)據(jù)預(yù)先傳入到現(xiàn)存當(dāng)中漓糙。這部分現(xiàn)存铣缠，被稱(chēng)為頂點(diǎn)緩沖區(qū)。
? ? B.頂點(diǎn)指的是我們?cè)诶L制一個(gè)圖形時(shí)昆禽，他的頂點(diǎn)位置數(shù)據(jù)蝗蛙。而這個(gè)數(shù)據(jù)可以直接存儲(chǔ)在數(shù)組中或者將其緩存到GPU內(nèi)存中。

管線(xiàn)：在OpenGL下渲染圖形醉鳖，就會(huì)要經(jīng)歷一個(gè)一個(gè)節(jié)點(diǎn)捡硅。而這樣的操作可以理解管線(xiàn)。我們把它可以想象成流水線(xiàn)盗棵。每個(gè)任務(wù)類(lèi)似流水線(xiàn)般執(zhí)行壮韭，任務(wù)之間有先后順序。管線(xiàn)是一個(gè)抽象的概念纹因，之所以稱(chēng)之為管線(xiàn)是因?yàn)轱@卡在處理數(shù)據(jù)的時(shí)候是按照一個(gè)固定順序來(lái)工作的喷屋，并且嚴(yán)格按照這個(gè)順序，這個(gè)順序是不能被打破的瞭恰。

固定管線(xiàn)/存儲(chǔ)著色器

? ? A.在早期的OpenGL版本屯曹，它封裝了很多種著色器程序塊內(nèi)置的一段包含了光照、坐標(biāo)變換惊畏、裁剪等等諸多功能的固定shader程序來(lái)完成是牢，幫助開(kāi)發(fā)者來(lái)完成圖形的渲染。而開(kāi)發(fā)者只需要傳入相應(yīng)的參數(shù)陕截，就能快速的完成圖形的渲染。類(lèi)似于iOS開(kāi)發(fā)會(huì)封裝很多API批什。而我們只需要調(diào)用就可以實(shí)現(xiàn)功能农曲，不需要關(guān)注底層的實(shí)現(xiàn)原理。
? ? B.由于OpenGL的使用場(chǎng)景分廠(chǎng)豐富。固定管線(xiàn)/存儲(chǔ)著色器無(wú)法完成每一個(gè)業(yè)務(wù)乳规。這時(shí)將相關(guān)部分開(kāi)放為可編程形葬。

著色器程序Shader

? ? A.全面的將固定渲染管線(xiàn)架構(gòu)編程了可編程渲染管線(xiàn)。因此暮的，OpenGL在實(shí)際調(diào)用繪制函數(shù)之前笙以，還需要制定一個(gè)由shader變異稱(chēng)為著色器程序。常見(jiàn)得著色器主要有頂點(diǎn)著色器（vertexShader）,片元著色器（FragmentShader）/像素著色器（PixelShader）,幾何著色器（GeometryShader）冻辩，曲面細(xì)分著色器（TessellationShader）猖腕。片元著色器和像素著色器在OpenGL和DirectX中不同叫法而已『奚粒可惜的是倘感，直到OpenGLES3.0，依然只支持了頂點(diǎn)著色器和片元著色器這兩個(gè)最基礎(chǔ)的著色器咙咽。? ??

? ? B.OpenGL在處理shader時(shí)老玛，和其他編譯器一樣。通過(guò)編譯钧敞，鏈接等步驟蜡豹，生成了著色器程序（glProgram）簇捍，著色器程序同時(shí)包含了頂點(diǎn)著色器和片元著色器的運(yùn)算邏輯居夹。在OpenGL進(jìn)行繪制的時(shí)候漠另，首先由頂點(diǎn)著色器對(duì)傳入的頂點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算挚冤。再通過(guò)圖元裝配远搪，將頂點(diǎn)轉(zhuǎn)化為圖元缝其。然后進(jìn)行光柵化搜变，將圖元這種矢量圖形缅茉，裝換為柵格化數(shù)據(jù)凤巨。最后视乐，將柵格化數(shù)據(jù)傳入片元著色器進(jìn)行運(yùn)算（片元著色器對(duì)柵格化數(shù)據(jù)中的每一個(gè)像素進(jìn)行運(yùn)算，并決定像素顏色）敢茁。

頂點(diǎn)著色器VertexShader
? ? A.一般用來(lái)處理圖形每個(gè)頂點(diǎn)變化（旋轉(zhuǎn)/平移/投影等）佑淀。、
? ? B.頂點(diǎn)著色器是OpenGL中用于計(jì)算頂點(diǎn)屬性的程序彰檬。頂點(diǎn)著色器是逐頂點(diǎn)運(yùn)算的程序伸刃，也就是說(shuō)每個(gè)頂點(diǎn)數(shù)據(jù)都會(huì)執(zhí)行頂點(diǎn)著色器，當(dāng)然這是并行的逢倍，并且頂點(diǎn)著色器運(yùn)算過(guò)程中無(wú)法訪(fǎng)問(wèn)其他頂點(diǎn)數(shù)據(jù)捧颅。
? ? C.一般來(lái)說(shuō)典型需要計(jì)算的頂點(diǎn)屬性主要包括定點(diǎn)坐標(biāo)變換、逐頂點(diǎn)光照運(yùn)算等等较雕，頂點(diǎn)坐標(biāo)由自身坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換到歸一化坐標(biāo)的運(yùn)算碉哑。

片元著色器程序FragmentShader
? ? ?A.一般用來(lái)處理圖形中每個(gè)像素點(diǎn)顏色計(jì)算和填充
? ? ?B.片元著色器是OpenGL中用于計(jì)算片元（像素）顏色的程序挚币。片元著色器是逐像素運(yùn)算的程序，也就是說(shuō)每個(gè)像素都會(huì)執(zhí)行一次片元著色器扣典，當(dāng)然也是并行的

GLSL（OpenGL Shading Language）是用來(lái)在OpenGL中著色編程語(yǔ)言妆毕，也是開(kāi)發(fā)人員寫(xiě)的自定義程序，他們?cè)趫D形卡的GPU（Graphic Processor Unit圖形處理單元）上執(zhí)行贮尖。代替了固定的渲染管線(xiàn)的一部分笛粘，使渲染管線(xiàn)中不同層次具有可編程性。（比如：視圖轉(zhuǎn)換湿硝、投影轉(zhuǎn)換等薪前。GLSL的著色器代碼分為2個(gè)部分：VertexShader 和 FragmentShader）

光柵化Rasterization
? ? A.柵格化就是把頂點(diǎn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為片元的過(guò)程。片元中的每一個(gè)元素對(duì)應(yīng)幀緩沖區(qū)中的每一個(gè)像素
? ? B.光柵化其實(shí)是一種將集合圖元變?yōu)槎S圖像的過(guò)程图柏。該過(guò)程包含了兩部分工作序六。第一部分工作：決定窗口坐標(biāo)中的哪些整型柵格區(qū)域被基本圖元占用；第二部分工作：分配一個(gè)顏色值和一個(gè)深度值到各個(gè)區(qū)域蚤吹。光柵化產(chǎn)生的片元（像素）
? ? C.把物體的數(shù)學(xué)描述以及與物體相關(guān)的顏色信息轉(zhuǎn)換為屏幕上用于對(duì)應(yīng)位置的像素及用于填充像素的顏色例诀，這個(gè)過(guò)程稱(chēng)為光柵化，這是一個(gè)將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為離散信號(hào)的過(guò)程

紋理
? ? 文理可以理解為圖片裁着，大家在渲染圖形時(shí)需要在其編碼填充圖片繁涂，為了使得場(chǎng)景更加逼真。而這里使用的圖片木九十常說(shuō)的文理二驰，但是在OpenGL中我們更加習(xí)慣叫文理扔罪，而不是圖片。

混合（Blending）
? ? 在測(cè)試階段之后桶雀，如果像素依然沒(méi)有被剔除矿酵，那么像素的顏色將會(huì)和幀緩沖區(qū)中顏色附著上的顏色進(jìn)行混合，混合的算法可以通過(guò)OpenGL的函數(shù)進(jìn)行制定矗积。但是OpenGL提供的混合算法是有限的全肮，如果需要更加復(fù)雜的混合算法，一般可以通過(guò)像素著色器進(jìn)行實(shí)現(xiàn)棘捣，當(dāng)然性能會(huì)比原生的混合算法差一些辜腺。

變換矩陣（Transformation）
? ? 例如圖形想發(fā)生平移，縮放乍恐，旋轉(zhuǎn)變換评疗，就需要使用變換矩陣。

投影舉證（Projection）
? ? 用于將3D坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換為二維屏幕坐標(biāo)茵烈，實(shí)際線(xiàn)條也將在二維坐標(biāo)系下進(jìn)行繪制百匆。

渲染上屏/交換緩沖區(qū)（SwapBuffer）
? ? A.渲染緩沖區(qū)一般映射的是系統(tǒng)的資源比如窗口。如果將圖像直接渲染到窗口對(duì)應(yīng)的渲染緩沖區(qū)呜投，則可以將圖像顯示到屏幕上胧华。
? ? B.但是寄症，值得注意的是，如果每個(gè)窗口只有一個(gè)緩沖區(qū)矩动，那么繪制過(guò)程中屏幕進(jìn)行了刷新，窗口可能顯示出不完整的圖形
? ? C.為了解決這個(gè)問(wèn)題释漆，常規(guī)的OpenGL程序至少都會(huì)有兩個(gè)緩沖區(qū)悲没。顯示在屏幕上的稱(chēng)為屏幕緩沖區(qū)男图，沒(méi)有顯示的稱(chēng)為離屏緩沖區(qū)示姿。在一個(gè)緩沖區(qū)渲染完成之后沒(méi)通過(guò)將屏幕緩沖區(qū)和離屏緩沖區(qū)交換，實(shí)現(xiàn)圖像在屏幕上的顯示
? ? D.由于顯示器的刷新一般是逐行進(jìn)行的逊笆，因此為了防止交換緩沖區(qū)的時(shí)候屏幕上下區(qū)域的圖像分屬于兩個(gè)不同的幀栈戳，因此交換一般會(huì)等待顯示器刷新完成信號(hào)，在顯示器兩次刷新間隔中進(jìn)行交換难裆，這個(gè)信號(hào)被稱(chēng)為垂直同步（vsync）
????????垂直同步（VerticalSync）子檀，又叫場(chǎng)同步（VerticalHold），它指的是讓顯卡輸出信號(hào)與顯示器刷新的頻率同步乃戈，在游戲或者驅(qū)動(dòng)程序面板中打開(kāi)這個(gè)功能褂痰，顯卡繪制3D圖形前會(huì)等待垂直同步信號(hào)，顯示器什么時(shí)候刷新症虑，顯卡就什么時(shí)候輸出信號(hào)缩歪。

? ? ? ? 理論上開(kāi)啟垂直同步可以讓顯卡與顯示器同步輸出信號(hào)，但問(wèn)題在于顯卡自身輸出的幀數(shù)（FPS）跟顯示器的刷新率并不相等谍憔，不同顯卡渲染游戲的幀數(shù)是不一樣的匪蝙，高端顯卡渲染游戲可以輕松超過(guò)100fps，這樣的話(huà)開(kāi)啟垂直同步习贫，顯示器正常只會(huì)顯示60fps逛球，多余的幀數(shù)就無(wú)效了，造成性能浪費(fèi)沈条。(筆者現(xiàn)在打游戲用的顯卡是 1080需忿，之前用的顯示器最大幀刷新率只有60，導(dǎo)致顯卡無(wú)法發(fā)揮1080的強(qiáng)大蜡歹，所以狠下心買(mǎi)了臺(tái)144HZ顯示器屋厘，現(xiàn)在打吃雞和CSGO的時(shí)候比以前舒服多了~~~
? ? ?E.使用了雙緩沖區(qū)和垂直同步技術(shù)之后，由于終是要等待緩沖區(qū)交換后再進(jìn)行下一幀的渲染月而，使得幀率無(wú)法完全達(dá)到硬件允許的最高水平汗洒。為了解決這個(gè)問(wèn)題，引入了三緩沖區(qū)技術(shù)父款，在等待垂直同步時(shí)溢谤，來(lái)回交替渲染兩個(gè)離屏的緩沖區(qū)瞻凤，兒垂直同步發(fā)生時(shí)，屏幕緩沖區(qū)和最近渲染完成的離屏緩沖區(qū)交換世杀，實(shí)現(xiàn)充分利用硬件性能的目的阀参。

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????以上為OpenGL相關(guān)的專(zhuān)業(yè)名詞解析，了解這些知識(shí)點(diǎn)讓我們?cè)趶氖翺penGL開(kāi)發(fā)時(shí)更得心應(yīng)手瞻坝。