OpenGL学习记录（一）

中文版教程: learnopengl
OpenGL的环境配置：OpenGL本身是一个标准API，具体实现基本由各个显卡开发商实现，通过显卡驱动与OS对接提供支持。也就是说，理论上你可以用驱动程序库来进行图形编程，当然这么做需要官方SDK的支持，而且也不能保证跨平台。OpenGL环境的配置首先需要OpenGL Loading Library的支持，如GLEW和GLAD。关于Loading Library，可以去OpenGL Wiki上了解，事实上动态链接库都需要这样的Loading Library来加载函数指针（Linux中负责实现这个功能的模块被封装进了.so文件中），比如Windows下生成.dll会同时生成.lib的Loading Library，因此也可以去MSDN文档看看有关知识。除了GLEW／GLAD之外，还需要别的库来负责处理创建上下文、窗口创建和用户输入等任务，最常用的应该是GLFW和freeglut。在OpenGL Wiki中，官方称完全可以自己实现这种库的功能，但是他们推荐新手使用第三方库。
OpenGL被定义成一个巨大的状态机， 创建这个状态机的具体方法就是创建OpenGL上下文（context）。为什么强调是一个状态机？因为OpenGL的渲染系统被这样设计：创建物体被渲染所需要的状态，选择要被渲染的物体，然后将二者结合输出渲染结果。所以基本上OpenGL通过不断改变上下文状态来决定渲染结果并且输出，它提供的接口也大多用于“改变上下文状态“和”使用上下文状态“。
下面看看具体代码。在教程中，我们碰到的第一个函数是glGenBuffers。这里涉及到OpenGL Objects的概念，它在Wiki中被定义成“状态的容器”。Buffer Object（缓冲对象）是最常见的一种OpenGL Objects。我们可以仔细考察一下生成Buffer Object的过程：

float vertices[] = {/* floats of vertices */};
unsigned int vbo;
glGenBuffers(1, &vbo);
glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, vbo);
glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(vertices), vertices, GL_STATIC_DRAW);

为了理解这些代码，还需要知道这样的事实：OpenGL Objects都是有name的，name是在某一时刻的上下文内唯一的、但在对象删除后可被回收利用的，OpenGL使用这些name来引用对象。name都是正整数，0是保留name。
让我们再来看看这段代码做了些什么。首先它创建了一个数组储存顶点坐标，然后创建了一个正整数变量vbo（vertex buffer object）用以储存接下来要生成的buffer的name。然后滴哦啊用了glGen*函数来生成buffer，数量为一个并且将name储存到vbo中（所以name一定程度上是匿名的）。然后，它调用了glBind*对buffer进行一个绑定操作。
何为绑定操作？我们强调，OpenGL是一个状态机，而OpenGL Objects是状态的容器，绑定操作的目的就是将buffer绑定到OpenGL的上下文中以此来改变OpenGL状态机的状态。OpenGL上下文中有用于绑定的位点，称为目标（Target）。这个目标在这里是GL_ARRAY_BUFFER；一旦将buffer绑定到这个目标上，这个buffer的可操作性就被确定了。然后就是向这个目标填充数据，调用glBufferData。
其实这里的行为与定义变量非常相似。如果你仔细考虑过什么是变量，那么很容易理解：变量就是地址+操作+数据，并且在我们手中还多了一个标识符。为了创建一个buffer object，我们先创建一个标识符的容器（正整数vbo），然后（由于OpenGL的name机制）将生成的name放入这个容器中。接下来我们通过绑定定义了对于这个object，哪些操作是合法的（GL_ARRAY_BUFFER）。最后我们为object分配空间，初始化它的数据（包括它该如何被使用）。
其实这里还涉及到OpenGL设计的问题，比如在将buffer绑定到状态机的目标上之后，通过调用目标来向buffer填充数据（而非直接调用name）。这里面的一个点就是，许多操作总是要经过上下文的，这也许是一种设计，也许是因为C/S模式的要求和CPU-GPU交互的限制，留待进一步学习。