【LearnOpenGL基础入门——1】OpenGL简介

目录

一.OpenGL是什么

二.渲染模式

三.前置知识

四.写在最后

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一.OpenGL是什么

我们首先先了解一下OpenGL到底是什么。一般我们认为是包含了一系列可以操作图形、图像的函数的一套API。然而，OpenGL本身并不是一个API，它仅仅是一个由Khronos组织制定并维护的规范(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因为OpenGL规范并没有规定实现的细节，具体的OpenGL库允许使用不同的实现，只要其功能和结果与规范相匹配就可以。

实际的OpenGL库的开发者通常是显卡的生产商。我们平时购买的显卡所支持的OpenGL版本都为这个系列的显卡专门开发的。当我们使用Apple系统的时候，OpenGL库是由Apple自身维护的。在Linux下，有显卡生产商提供的OpenGL库，也有一些爱好者改编的版本。这也意味着任何时候OpenGL库表现的行为与规范规定的不一致时，基本都是库的开发者留下的bug。

二.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，开发者很少有控制OpenGL如何进行计算的自由。而开发者迫切希望能有更多的灵活性。随着时间推移，规范越来越灵活，开发者对绘图细节有了更多的掌控。立即渲染模式确实容易使用和理解，但是效率太低。因此从OpenGL3.2开始，规范文档开始废弃立即渲染模式，并鼓励开发者在OpenGL的核心模式(Core-profile)下进行开发，这个分支的规范完全移除了旧的特性。

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。立即渲染模式从OpenGL实际运作中抽象掉了很多细节，因此它在易于学习的同时，也很难让人去把握OpenGL具体是如何运作的。现代函数要求使用者真正理解OpenGL和图形编程，它有一些难度，然而提供了更多的灵活性，更高的效率，更重要的是可以更深入的理解图形编程。

这也是为什么我们的教程面向OpenGL3.3的核心模式。虽然上手更困难，但这份努力是值得的。

三.前置知识

由于OpenGL是一个图形API，并不是一个独立的平台，它需要一个编程语言来工作，在这里我们使用的是C++。所以，对C++的熟练掌握在学习这个教程中是必不可少的。当然，我仍将尝试解释大部分用到的概念，包括一些高级的C++话题，所以，你并不一定要是一个C++专家才能来学习。不过，请确保你至少应该能写个比 ‘Hello World’ 复杂的程序。

除此之外，我们也将用到一些数学知识（线性代数、几何、三角学），同样我也会尝试解释所有的必备的数学概念。但是，毕竟我不是一个数学家，即使我的解释可能会很容易理解，但是这些解释都是不全面的。所以，在必须的时候我会链接一些不错的资料，它们会将这些概念解释的更加全面。不要被必须的数学知识吓到了，几乎所有的概念只要有基础的数学背景都可以理解。我也会将数学的内容压缩至极限。大部分的功能甚至都不需要你理解所有的数学知识，只要你会使用就行。

四.写在最后

接下来的学习的核心是现代OpenGL。学习（和使用）现代OpenGL需要用户对图形编程以及OpenGL的幕后运作有非常好的理解才能在编程中有很好的发挥。所以，我们会首先讨论核心的图形学概念，OpenGL怎样将像素绘制到屏幕上，以及如何利用黑科技做出一些很酷的效果。

除了核心概念之外，我们还会讨论许多有用的技巧，它们都可以用在你的程序中，比如说在场景中移动，做出漂亮的光照，加载建模软件导出的自定义模型，做一些很酷的后期处理技巧等。最后，我们也将会使用我们已学的知识从头开始做一个小游戏，让你真正体验一把图形编程的魅力。