版本記錄
| 版本號 | 時間 |
|---|---|
| V1.0 | 2017.07.22 |
前言
OpenGL 圖形庫項目中一直也沒用過洲胖，最近也想學(xué)著使用這個圖形庫济榨，感覺還是很有意思，也就自然想著好好的總結(jié)一下绿映。
1. OpenGL 圖形庫使用（一） —— 概念基礎(chǔ)
深入認(rèn)識OpenGL ES
它是一個API(Application Programming Interface, 應(yīng)用程序編程接口)腿短，包含了一系列可以操作圖形、圖像的函數(shù)绘梦。然而，OpenGL本身并不是一個API赴魁，它僅僅是一個由Khronos組織制定并維護(hù)的規(guī)范(Specification)卸奉。
OpenGL規(guī)范嚴(yán)格規(guī)定了每個函數(shù)該如何執(zhí)行，以及它們的輸出值颖御。至于內(nèi)部具體每個函數(shù)是如何實(shí)現(xiàn)(Implement)的榄棵，將由OpenGL庫的開發(fā)者自行決定凝颇。因為OpenGL規(guī)范并沒有規(guī)定實(shí)現(xiàn)的細(xì)節(jié)，具體的OpenGL庫允許使用不同的實(shí)現(xiàn)疹鳄，只要其功能和結(jié)果與規(guī)范相匹配（亦即拧略，作為用戶不會感受到功能上的差異）。實(shí)際的OpenGL庫的開發(fā)者通常是顯卡的生產(chǎn)商瘪弓。你購買的顯卡所支持的OpenGL版本都為這個系列的顯卡專門開發(fā)的垫蛆。當(dāng)你使用Apple系統(tǒng)的時候，OpenGL庫是由Apple自身維護(hù)的腺怯。在Linux下袱饭，有顯卡生產(chǎn)商提供的OpenGL庫，也有一些愛好者改編的版本呛占。這也意味著任何時候OpenGL庫表現(xiàn)的行為與規(guī)范規(guī)定的不一致時虑乖，基本都是庫的開發(fā)者留下的bug。
所有版本的OpenGL規(guī)范文檔都被公開的寄存在Khronos那里晾虑。
OpenGL ES 3.0主要新功能有：
- 渲染管線多重增強(qiáng)疹味，實(shí)現(xiàn)先進(jìn)視覺效果的加速，包括
遮擋查詢(Occlusion Query)帜篇、變緩反饋(Transform Feedback)糙捺、實(shí)例渲染(Instanced Rendering)、四個或更多渲染目標(biāo)支持坠狡。 - 高質(zhì)量
ETC2/EAC紋理壓縮格式成為一項標(biāo)準(zhǔn)功能继找，不同平臺上不再需要需要不同的紋理集。 - 新版GLSL ES 3.0著色語言逃沿，全面支持整數(shù)和32位浮點(diǎn)操作婴渡。
- 紋理功能大幅增強(qiáng)，支持浮點(diǎn)紋理凯亮、3D紋理边臼、深度紋理、頂點(diǎn)紋理假消、NPOT紋理柠并、R/RG單雙通道紋理、不可變紋理富拗、2D陣列紋理臼予、無二次冪限制紋理、陰影對比啃沪、調(diào)配(swizzle)粘拾、LOD與mip level clamps、無縫立方體貼圖创千、采樣對象缰雇、紋理MSAA抗鋸齒渲染器入偷。
- 一系列廣泛的精確尺寸紋理和渲染緩沖格式，便攜移動應(yīng)用更簡單械哟。
在ios上疏之，可以支持openGL ES 3.0的最低環(huán)境是iphone5s ios 7.0
核心模式與立即渲染模式
下面我們就看一下渲染模式。
早期的OpenGL使用立即渲染模式（Immediate mode暇咆，也就是固定渲染管線）锋爪，這個模式下繪制圖形很方便。OpenGL的大多數(shù)功能都被庫隱藏起來糯崎，開發(fā)者很少能控制OpenGL如何進(jìn)行計算的自由几缭。而開發(fā)者迫切希望能有更多的靈活性。隨著時間推移沃呢，規(guī)范越來越靈活年栓，開發(fā)者對繪圖細(xì)節(jié)有了更多的掌控。立即渲染模式確實(shí)容易使用和理解薄霜，但是效率太低某抓。因此從OpenGL3.2開始，規(guī)范文檔開始廢棄立即渲染模式惰瓜，并鼓勵開發(fā)者在OpenGL的核心模式(Core-profile)下進(jìn)行開發(fā)否副，這個分支的規(guī)范完全移除了舊的特性。
當(dāng)使用OpenGL的核心模式時崎坊，OpenGL迫使我們使用現(xiàn)代的函數(shù)备禀。當(dāng)我們試圖使用一個已廢棄的函數(shù)時，OpenGL會拋出一個錯誤并終止繪圖∧巫幔現(xiàn)代函數(shù)的優(yōu)勢是更高的靈活性和效率曲尸，然而也更難于學(xué)習(xí)。立即渲染模式從OpenGL實(shí)際運(yùn)作中抽象掉了很多細(xì)節(jié)男翰，因此它在易于學(xué)習(xí)的同時另患，也很難讓人去把握OpenGL具體是如何運(yùn)作的。現(xiàn)代函數(shù)要求使用者真正理解OpenGL和圖形編程蛾绎，它有一些難度昆箕，然而提供了更多的靈活性，更高的效率租冠，更重要的是可以更深入的理解圖形編程鹏倘。
當(dāng)使用新版本的OpenGL特性時，只有新一代的顯卡能夠支持你的應(yīng)用程序顽爹。這也是為什么大多數(shù)開發(fā)者基于較低版本的OpenGL編寫程序纤泵，并只提供選項啟用新版本的特性。
擴(kuò)展
OpenGL的一大特性就是對擴(kuò)展(Extension)的支持话原，當(dāng)一個顯卡公司提出一個新特性或者渲染上的大優(yōu)化夕吻，通常會以擴(kuò)展的方式在驅(qū)動中實(shí)現(xiàn)。如果一個程序在支持這個擴(kuò)展的顯卡上運(yùn)行繁仁，開發(fā)者可以使用這個擴(kuò)展提供的一些更先進(jìn)更有效的圖形功能涉馅。通過這種方式，開發(fā)者不必等待一個新的OpenGL規(guī)范面世黄虱，就可以使用這些新的渲染特性了稚矿，只需要簡單地檢查一下顯卡是否支持此擴(kuò)展。通常捻浦，當(dāng)一個擴(kuò)展非常流行或者非常有用的時候晤揣，它將最終成為未來的OpenGL規(guī)范的一部分。
使用擴(kuò)展的代碼大多看上去如下：
if(GL_ARB_extension_name)
{
// 使用硬件支持的全新的現(xiàn)代特性
}
else
{
// 不支持此擴(kuò)展: 用舊的方式去做
}
狀態(tài)機(jī)
OpenGL自身是一個巨大的狀態(tài)機(jī)(State Machine)：一系列的變量描述OpenGL此刻應(yīng)當(dāng)如何運(yùn)行朱灿。OpenGL的狀態(tài)通常被稱為OpenGL上下文(Context)昧识。我們通常使用如下途徑去更改OpenGL狀態(tài)：設(shè)置選項，操作緩沖盗扒。最后跪楞，我們使用當(dāng)前OpenGL上下文來渲染。
假設(shè)當(dāng)我們想告訴OpenGL去畫線段而不是三角形的時候侣灶，我們通過改變一些上下文變量來改變OpenGL狀態(tài)甸祭，從而告訴OpenGL如何去繪圖。一旦我們改變了OpenGL的狀態(tài)為繪制線段褥影，下一個繪制命令就會畫出線段而不是三角形池户。
當(dāng)使用OpenGL的時候，我們會遇到一些狀態(tài)設(shè)置函數(shù)(State-changing Function)凡怎，這類函數(shù)將會改變上下文校焦。以及狀態(tài)使用函數(shù)(State-using Function)，這類函數(shù)會根據(jù)當(dāng)前OpenGL的狀態(tài)執(zhí)行一些操作栅贴。只要你記住OpenGL本質(zhì)上是個大狀態(tài)機(jī)斟湃，就能更容易理解它的大部分特性。
對象
OpenGL庫是用C語言寫的檐薯，同時也支持多種語言的派生凝赛，但其內(nèi)核仍是一個C庫。由于C的一些語言結(jié)構(gòu)不易被翻譯到其它的高級語言坛缕，因此OpenGL開發(fā)的時候引入了一些抽象層墓猎。“對象(Object)”就是其中一個。
在OpenGL中一個對象是指一些選項的集合，它代表OpenGL狀態(tài)的一個子集藤肢。比如归形，我們可以用一個對象來代表繪圖窗口的設(shè)置，之后我們就可以設(shè)置它的大小左胞、支持的顏色位數(shù)等等寇仓。可以把對象看做一個C風(fēng)格的結(jié)構(gòu)體(Struct)烤宙。
struct object_name
{
float option1;
int option2;
char[] name;
};
當(dāng)我們使用一個對象時遍烦，通常看起來像如下一樣（把OpenGL上下文看作一個大的結(jié)構(gòu)體）躺枕。
// OpenGL的狀態(tài)
struct OpenGL_Context {
...
object* object_Window_Target;
...
};
// 創(chuàng)建對象
unsigned int objectId = 0;
glGenObject(1, &objectId);
// 綁定對象至上下文
glBindObject(GL_WINDOW_TARGET, objectId);
// 設(shè)置當(dāng)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);
// 將上下文對象設(shè)回默認(rèn)
glBindObject(GL_WINDOW_TARGET, 0);
這一小段代碼展現(xiàn)了你以后使用OpenGL時常見的工作流服猪。我們首先創(chuàng)建一個對象，然后用一個id保存它的引用（實(shí)際數(shù)據(jù)被儲存在后臺）拐云。然后我們將對象綁定至上下文的目標(biāo)位置（例子中窗口對象目標(biāo)的位置被定義成GL_WINDOW_TARGET）罢猪。接下來我們設(shè)置窗口的選項。最后我們將目標(biāo)位置的對象id設(shè)回0叉瘩，解綁這個對象膳帕。設(shè)置的選項將被保存在objectId所引用的對象中，一旦我們重新綁定這個對象到GL_WINDOW_TARGET位置房揭，這些選項就會重新生效备闲。
使用對象的一個好處是在程序中，我們不止可以定義一個對象捅暴，并設(shè)置它們的選項恬砂，每個對象都可以是不同的設(shè)置。在我們執(zhí)行一個使用OpenGL狀態(tài)的操作的時候蓬痒，只需要綁定含有需要的設(shè)置的對象即可泻骤。
參考資源
1. LearnOpenGL
2. opengl.org：OpenGL官方網(wǎng)站。
3. OpenGL registry：包含OpenGL各版本的規(guī)范和擴(kuò)展梧奢。
后記
未完狱掂，待續(xù)~~~
