引言
(Open Graphics Library)是⼀个跨编程语⾔言、跨平台的编程图形程序接⼝口，它将计算机的资源抽象称为⼀个的对象，对这些资源的操作抽象为⼀个的指令。
({OpenGL for Embedded Systems})是 三维图形 API 的⼦子集，针对⼿手机、 PDA(Personal Digital Assistant)和游戏主机等嵌⼊入式设备⽽而设计，去除了了许多不不必要和性能较低的API接⼝口。
是由很多API组成的，并不不是⼀个单纯的图形API. 最重要的是是属于 Windows上⼀个多媒体处理理API。并不支持Windows以外的平台，所以不是跨平台框架， 按照性 质分类，可以分为四⼤大部分，显示部分、声⾳音部分、输⼊入部分和⽹网络部分。
是Apple为游戏开发者推出了了新的平台技术，该技术能够为 3D 图像提⾼高 10 倍的渲染性能。是Apple为了了解决3D渲染⽽而推出的框架。
1.状态机
状态机是理论上的一种机器，它描述了一个对象在其生命周期内所经历的各种状态，状态间的转变，发生转变的动因，条件及转变中所执行的活动。可以理解为一台可以保存状态，并根据当前状态进行相应输出的机器。有以下的特点：
- 记忆功能，保存当前状态
- 接收输入，修改当前状态，或根据当前状态进行输出
- 当进⼊特殊状态(停机状态)时，不再接收输⼊，停⽌工作
2.OpenGL上下文(context)
在应⽤程序调⽤任何OpenGL的指令之前，首先需要创建⼀个OpenGL的上下⽂文。这个上下⽂是⼀个⾮常庞⼤的状态机，保存了了OpenGL中的各种状态，这也是OpenGL指令执⾏的基础。
OpenGL的函数不管在哪个语⾔中，都是类似C语⾔一样的面向过程的函数。本质上都是对OpenGL上下⽂这个庞⼤的状态机中的某个状态或者对象进行操作。通过对 OpenGL指令的封装，可以将OpenGL的相关调⽤封装成为⼀个⾯向对象的图形API。
由于OpenGL上下⽂是⼀个巨⼤大的状态机，切换上下文往往会产生较⼤的开销，但是不同的绘制模块，可能需要使⽤完全独立的状态管理。因此，可以在应⽤程序中分别创建多个不同的上下文，在不同线程中使⽤不同的上下文，上下⽂之间共享纹理、缓冲区等资源。这样的⽅方案，会⽐比反复切换上下⽂，或者⼤量修改渲染状态，更加合理高效。
3.渲染(Rendering)
将图形/图像数据转换成3D空间图的操作叫做渲染。
4. 顶点数组(VertexArray)和顶点缓冲区(VertexBuffer)
OpenGL中的图像都是由图元组成。在OpenGL ES中，有3种类型的图元：点、线、三⻆形。
顶点数据指的是我们在绘制一个图形时，它的顶点位置数据，来描绘图像的轮廓。它是由GPU来处理的。在调用绘制方法的时候，直接由内存传入顶点数据，也就是说这部分数据之前是存储在内存当中的，被称为顶点数组(VertexArray)。
而性能更高的做法是，提前分配一块显存，将顶点数据预先传入到显存当中。这部分的显存，就被称为顶点缓冲区(VertexBuffer)。
5.管线(Graphics Pipeline)
在OpenGL中，任何事物都在3D空间中，而屏幕和窗口却是2D像素数组，这导致OpenGL的大部分工作都是关于把3D坐标转变为适应屏幕的2D像素。3D坐标转为2D坐标的处理过程是由OpenGL的图形渲染管线（Graphics Pipeline，大多译为管线，实际上指的是一堆原始图形数据途经一个输送管道，期间经过各种变化处理最终出现在屏幕的过程）管理的。图形渲染管线可以被划分为两个主要部分：第一部分把你的3D坐标转换为2D坐标，第二部分是把2D坐标转变为实际的有颜色的像素。
在OpenGL 下渲染图形,就会经历一个一个节点，而这样的操作可以理解为管线。大家可以想象成流水线，每个任务类似流水线般执行。任务之间有先后顺序。 管线是一个抽象的概念，之所以称之为管线是因为显卡在处理数据的时候是按照一个固定的顺序来的，而且严格按照这个顺序。这个顺序就是渲染流程，而管线指的是这个过程。
6.固定管线/存储着色器
在早期的OpenGL 版本，它封装了很多种着色器程序块内置的一些包含了光照、坐标变换、裁剪等等诸多功能的固定shader程序来完成，来帮助开发者来完成图形的渲染。 而开发者只需要传入相应的参数，就能快速完成图形的渲染.。类似于iOS开发会封装很多API，而我们只需要调用就可以实现功能，不需要关注底层实现原理。
在固定管线下，使用固定存储着色器，固定存储着⾊器由GLTools的C++类GLShaderManager管理，它们能够满⾜进⾏基本渲染的基本要求。
但是由于OpenGL 的使用场景非常丰富，固定管线或存储着色器无法完成每一个业务，这时将相关部分开放成可编程（可编程管线）。
7. 着色器程序(Shader)
将固定渲染管线架构变为了可编程渲染管线。
OpenGL在实际调⽤绘制函数之前，还需要指定⼀个由shader编译成的着色器程序。常见的着⾊器主要有顶点着⾊器(VertexShader)，⽚段着⾊器(FragmentShader)/像素着⾊器(PixelShader)，几何着⾊(GeometryShader)，曲⾯细分着⾊器(TessellationShader)。片段着⾊器和像素着⾊器只是在OpenGL和DX中的不同叫法而已。可惜的是，直到OpenGL ES 3.0，OpenGL ES依然只⽀持顶点着⾊器和片段着⾊器这两个最基础的着⾊器。
OpenGL在处理理shader时，和其他编译器一样。通过编译、链接等步骤，⽣成了着⾊器程序(glProgram)，着⾊器程序同时包含了顶点着⾊器和⽚段着⾊器的运算逻辑。在OpenGL进行绘制的时候，⾸先由顶点着⾊器对传⼊的顶点数据进⾏运算。再通过图元装配，将顶点转换为图元。然后进⾏光栅化，将图元这种⽮量图形，转换为栅格化数据。最后，将栅格化数据传入⽚段着⾊器中进⾏运算。⽚段着⾊器会对栅格化数据中的每一个像素进行运算，并决定像素的颜⾊。
7.1顶点着⾊器(VertexShader)
顶点着色器是一组指令代码，这组指令代码在顶点被渲染时执行，一般用来处理图形每个顶点变换(旋转/平移/投影等)。
顶点着色器是OpenGL中用于计算顶点属性的程序。顶点着色器是逐顶点运算的程序，也就是说每个顶点数据都会执行一次顶点着色器，当然这是并行的，并且顶点着色器运算过程中无法访问其他顶点的数据。
一般来说典型的需要计算的顶点属性主要包括顶点坐标变换、逐顶点光照运算等等。顶点坐标由自身坐标系转换到归一化坐标系的运算，就是在这里发生的。
7.2片段着⾊器(FragmentShader)
⽚段着⾊器是OpenGL中⽤于计算⽚段(像素)颜⾊的程序。一般⽤来处理图形中每个像素点颜⾊计算和填充。
⽚段着⾊器是逐像素运算的程序，也就是说每个像素都会执⾏一次⽚段着⾊器，当然也是并⾏的，且运算过程中⽆法访问其他顶点的数据。
8.GLSL(OpenGL Shading Language)
OpenGL着色语言（OpenGL Shading Language）是用来在OpenGL中着色编程的语言，也即开发人员写的短小的自定义程序，他们是在图形卡的GPU （Graphic Processor Unit图形处理单元）上执行的，代替了固定的渲染管线的一部分，使渲染管线中不同层次具有可编程性。比如：视图转换、投影转换等。GLSL（GL Shading Language）的着色器代码分成2个部分：Vertex Shader（顶点着色器）和 Fragment（片断着色器），有时还会有Geometry Shader（几何着色器）。
9.光栅化(Rasterization)
官方翻译成栅格化或者像素化。其实就是把矢量图转化为像素点的过程。
我们屏幕上显示的画都是由像素组成的，而三维物体都是由点线面构成的。要让点线面变成能在屏幕上显示的像素，就需要Rasterize这个过程。就是从矢量的点线面的描述，变成像素的描述。具有将图转化为⼀个个栅格组成的图象 的作⽤，特点是每个元素对应帧缓冲区中的⼀像素。
光栅化其实是⼀种将⼏何图元变为二维图像的过程。该过程包含了两部分的⼯作。第⼀部分工作：决定窗⼝坐标中的哪些整型栅格区域被基本图元占⽤；第⼆部分⼯作：分配一个颜⾊值和⼀个深度值到各个区域。
把物体的数学描述以及与物体相关的颜色信息转换为屏幕上用于对应位置的像素及⽤于填充像素的颜⾊，这个过程称为光栅化。这是⼀个将模拟信号转化为离散信号的过程。
10.纹理(Texture)
纹理可以理解为一张二维的图片。 在渲染图形时需要在顶点围成的区域中填充图⽚，使得场景更加逼真。⽽这⾥使⽤的图⽚，就是常说的纹理。只是在OpenGL，我们更加习惯叫纹理，⽽不是图⽚。
11.混合(Blending)
混合是将源色和目标色以某种方式混合生成特效的技术。混合常用来绘制透明或半透明的物体。混合就是把两种颜色混在一起，具体一点，就是把某一像素位置原来的颜色和将要画上去的颜色，通过某种方式混在一起，从而实现特殊的效果。
在测试阶段之后，如果像素依然没有被剔除，那么像素的颜色将会和帧缓冲区中颜色附着上的颜色进行混合，混合的算法可以通过OpenGL的函数进行指定。但是OpenGL提供的混合算法是有限的，如果需要更加复杂的混合算法，一般可以通过像素着色器进行实现，当然性能会比原生的混合算法差一些。
12.矩阵
12.1变换矩阵(Transformation)
如果图形想发生平移、缩放、旋转变换，就需要使用变换矩阵。
12.2投影矩阵(Projection)
⽤于将3D坐标转换为⼆维屏幕坐标，实际线条也将在二维坐标下进行绘制。
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