OpenGL ES之概述

OpenGL ES 是一种软件技术，部分运行在CPU上，部分运行在GPU上，如苹果官方图片所示：

cpu_gpu_2x.png

注意：

• 通常OpenGL ES会高效地协调数据交换，但是程序与OpenGL ES的交互方式会明显地增加或者减少所需的数据交换的数量和类型（对于渲染速度，最快的数据交换方式是没有数据交换）
• 从一个内存区域复制数据到另一个内存区域速度是相对较慢的
• 内存复制发生的时候GPU和CPU都不能把内存另作它用，因此内存区域之间的数据交换需要尽量避免
• 所有的内存访问都是相对较慢的

最新OpenGL ES和以前的OpenGL版本之间差异的一种方式就是：最新的OpenGL ES为了支持新改进的方法抛弃了对于旧式的低效的内存复制操作的支持（OpenGL ES仍然支持多种为图形处理器提供数据的方式，但只存在一种最好的方式）

缓存（提供数据的最好方式）

缓存：指图形处理器能够控制和管理的连续RAM

程序从CPU的内存复制数据到OpenGL ES的缓存中，GPU取得一个缓存的所有权后，运行的CPU中的程序理想情况下将不再接触这个缓存。通过控制独占的缓存，GPU就能尽可能以最有效的方式读写内存。图形处理器把它处理大量数据的能力异步同时地应用到缓存上，这意味着在GPU使用缓存中的数据工作的同时，运行在CPU中的程序可以继续执行

为缓存提供数据步骤如下：

1. 生成 glGenBuffers（）-- 请求OpenGL ES为图形处理器控制的缓存生成一个独一无二的标识符
2. 绑定 glBindBuffer（）-- 告诉OpenGL ES接下来的运算使用一个缓存
3. 缓存数据 glBufferData（）或者glBufferSubData() -- 让OpenGL ES为当前绑定的缓存分配并初始化足够的连续内存（通常是从CPU控制的内存复制数据到分配的内存）
4. 启用 glEnableVertexAttribArray() 或者禁止glDisableVertexAttribArray() -- 告诉OpenGL ES在接下来的渲染中是否使用缓存中的数据
5. 设置指针 glVertexAttribPointer() -- 告诉OpenGL ES在缓存中的数据的类型和所有需要访问的数据的内存偏移量
6. 绘图 glDrawArrays()或者glDrawElements() -- 告诉OpenGL ES使用当前绑定并启用的缓存中的数据渲染整个场景或者某个场景的一部分
7. 删除 glDeleteBuffers() -- 告诉OpenGL ES删除以前生成的缓存并释放相关的资源

帧缓存

GPU需要知道应该在内存中的哪个位置存储渲染出来的2D图像像素数据。就像为GPU提供数据的缓存一样，接收渲染结果的缓冲区叫做帧缓存。

注意：

• 程序会像任何其他种类的缓存一样生成，绑定，删除帧缓存
• 帧缓存不需要初始化，因为渲染指令会在适当的时候替换缓存的内容
• 帧缓存会在被绑定的时候隐式开启，与此同时OpenGL ES会自动根据特定平台的硬件配置和功能来设置数据的类型和偏移
• 同时可以存在很多帧缓存，并且可以通过OpenGL ES让GPU把渲染结果存储到任意数量的帧缓存中
• 屏幕显示像素要受到保存在前帧缓存（front frame buffer）的特定帧缓存中的像素颜色元素的控制
• 程序和操作系统很少会直接渲染到前帧缓存中，那样会让用户看到正在渲染中的还没有渲染完成的图像
• 程序和操作系统会把渲染结果保存到包括后帧缓存（back frame buffer）在内的其他帧缓存中，当渲染后的后帧缓存包含一个完成的图像时，前帧缓存与后帧缓存几乎瞬间切换。后帧缓存会变成新的前帧缓存，同时旧的前帧缓存会变成后帧缓存

OpenGL ES上下文

• 用于配置OpenGL ES的保存在特定平台的软件数据结构中的信息会被封装到一个OpenGL ES上下文（context）中
• OpenGL ES是一个状态机器（程序中设置一个配置值后，这个值会一直保持，直到程序修改这个值）
• 上下文信息可能会被保存在CPU所控制的内存中，也可能会被保存在GPU所控制的内存中

总结

• OpenGL ES是访问类似iPhone和iPad的现代嵌入式系统的3D图像加速硬件的标准
• 程序提供的几何数据转换为屏幕上的图像的过程叫做渲染
• GPU控制的缓存是高效渲染的关键
• 容纳几何数据的缓存定义了要渲染的点，线段和三角形
• OpenGL ES3D的默认坐标系，顶点和矢量为几何数据的描述提供了数学基础
• 渲染的结果通常保存在帧缓存中
• 有二个特别的帧缓存，前帧缓存和后帧缓存，它们控制着屏幕像素的最终颜色
• OpenGL ES 的上下文保存了OpenGL ES的状态信息，包括用于提供渲染数据的缓存地址和用于接收渲染结果的缓存地址

注：本位参考 OpenGL ES应用开发实践 指南iOS卷