OpenGL学习(3)—— 简单介绍
OpenGL
OpenGL本身并不是一个API,仅仅是一个规范(Specification)。
OpenGL规范严格规定了每个函数该如何执行,以及它们的输出值。至于内部具体每个函数是如何实现(Implement)的,将由OpenGL库的开发者自行决定。
实际的OpenGL库的开发者通常是显卡的生产商。
核心模式与立即渲染模式
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立即渲染模式
早期的OpenGL使用立即渲染模式(Immediate mode,也就是固定渲染管线)。
这个模式下绘制图形很方便。OpenGL的大多数功能都被库隐藏起来,开发者很少能控制OpenGL如何进行计算的自由。
立即渲染模式确实容易使用和理解,但是效率太低。
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核心模式
当使用OpenGL的核心模式时,OpenGL迫使我们使用现代的函数。当我们试图使用一个已废弃的函数时,OpenGL会抛出一个错误并终止绘图。
现代函数的优势是更高的灵活性和效率,然而也更难于学习。
扩展
OpenGL的一大特性就是对扩展(Extension)的支持,当一个显卡公司提出一个新特性或者渲染上的大优化,通常会以扩展的方式在驱动中实现。
使用扩展的代码大多看上去如下:
if(GL_ARB_extension_name)
{
// 使用硬件支持的全新的现代特性
}
else
{
// 不支持此扩展: 用旧的方式去做
}
状态机
OpenGL自身是一个巨大的状态机(State Machine):一系列的变量描述OpenGL此刻应当如何运行(如材质设置、光照设置、纹理设置)。
OpenGL的状态通常被称为OpenGL上下文(Context)。我们通常使用如下途径去更改OpenGL状态:设置选项,操作缓冲。最后,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。
当使用OpenGL的时候,我们会遇到一些状态设置函数(State-changing Function),这类函数将会改变上下文。以及状态使用函数(State-using Function),这类函数会根据当前OpenGL的状态执行一些操作。只要你记住OpenGL本质上是个大状态机,就能更容易理解它的大部分特性。
对象
OpenGL库是用C语言写的,同时也支持多种语言的派生。由于C的一些语言结构不易被翻译到其它的高级语言,因此OpenGL开发的时候引入了一些抽象层。“对象(Object)”就是其中一个。
在OpenGL中一个对象是指一些选项的集合,它代表OpenGL状态的一个子集。可以把对象看做一个C风格的结构体(Struct):
struct object_name {
float option1;
int option2;
char[] name;
};
当我们使用一个对象时,通常看起来像如下一样(把OpenGL上下文看作一个大的结构体):
// OpenGL的状态
struct OpenGL_Context {
...
object* object_Window_Target;
...
};
// 创建对象
unsigned int 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);
这一小段代码展现了你以后使用OpenGL时常见的工作流:
- 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。