OpenGL和DirectX 3D
OpenGL是近几年发展起来的一个性能卓越的三维图形标准，它是在SGI等多家
世界闻名的计算机公司的倡导下，以SGI的GL三维图形库为基础制定的一个通
用共享的开放式三维图形标准。目前，包括Microsoft、SGI、IBM、DEC、SUN、
HP等大公司都采用了OpenGL做为三维图形标准，许多软件厂商也纷纷以OpenGL
为基础开发出自己的产品，其中比较著名的产品包括动画制作软件Soft Image
和3D Studio MAX、仿真软件Open Inventor、VR软件World Tool Kit、CAM软
件ProEngineer、GIS软ARC/INFO等等。值得一提的是，随着Microsoft公司在
Windows NT和最新的Windows 95中提供了OpenGL标准及OpenGL三维图形加速卡
（如北京黎明电子技术公司的AGC-3D系列三维图形加速卡）的推出，OpenGL将
在微机中有广泛地应用，同时也为广大用户提供了在微机上使用以前只能在高
性能图形工作站上运行的各种软件的机会。
OpenGL实际上是一个开放的三维图形软件包，它独立于窗口系统和操作系统，
以它为基础开发的应用程序可以十分方便地在各种平台间移植；OpenGL可以
与Visual C++紧密接口，便于实现机械手的有关计算和图形算法，可保证算
法的正确性和可靠性；OpenGL使用简便，效率高。它具有七大功能：
1) 建模 OpenGL图形库除了提供基本的点、线、多边形的绘制函数外，还提
供了复杂的三维物体（球、锥、多面体、茶壶等）以及复杂曲线和曲面
（如Bezier、Nurbs等曲线或曲面）绘制函数。
2) 变换 OpenGL图形库的变换包括基本变换和投影变换。基本变换有平移、
旋转、变比镜像四种变换，投影变换有平行投影（又称正射投影）和透
视投影两种变换。其变换方法与机器人运动学中的坐标变换方法完全一
致，有利于减少算法的运行时间，提高三维图形的显示速度。
3) 颜色模式设置 OpenGL颜色模式有两种，即RGBA模式和颜色索引(Color Index)。
4) 光照和材质设置 OpenGL光有辐射光(Emitted Light)、环境光
(Ambient Light)、漫反射光(Diffuse Light)和镜面光(Specular Light)。
材质是用光反射率来表示。场景(Scene)中物体最终反映到人眼的颜色是光
的红绿蓝分量与材质红绿蓝分量的反射率相乘后形成的颜色。
5) 纹理映射(Texture Mapping) 利用OpenGL纹理映射功能可以十分逼真
地表达物体表面细节。
6) 位图显示和图象增强 图象功能除了基本的拷贝和像素读写外，还提供
融合(Blending)、反走样(Antialiasing)和雾(fog)的特殊图象效果处理。
以上三条可是被仿真物更具真实感，增强图形显示的效果。
7) 双缓存(Double Buffering)动画 双缓存即前台缓存和后台缓存，简而言
之，后台缓存计算场景、生成画面，前台缓存显示后台缓存已画好的画面。
此外，利用OpenGL还能实现深度暗示(Depth Cue)、运动模糊(Motion Blur)等
特殊效果。从而实现了消隐算法。
OpenGL - 高性能图形算法行业标准
OpenGL™ 是行业领域中最为广泛接纳的 2D/3D 图形 API, 其自诞生至今已催生了各种计算机平台及设备上的数千优秀应用程序。OpenGL™ 是独立于视窗操作系统或其它操作系统的，亦是网络透明的。在包含CAD、内容创作、能源、娱乐、游戏开发、制造业、制药业及虚拟现实等行业领域中，OpenGL™ 帮助程序员实现在 PC、工作站、超级计算机等硬件设备上的高性能、极具冲击力的高视觉表现力图形处理软件的开发。
OpenGL（全写Open Graphics Library）是个定义了一个跨编程语言、跨平台的编程接口的规格，它用于三维图象（二维的亦可）。OpenGL是个专业的图形程序接口，是一个功能强大，调用方便的底层图形库。OpenGL的前身是SGI公司为其图形工作站开发的IRIS GL。IRIS GL是一个工业标准的3D图形软件接口，功能虽然强大但是移植性不好，于是SGI公司便在IRIS GL的基础上开发了OpenGL。OpenGL的英文全称是“Open Graphics Library”，顾名思义，OpenGL便是“开放的图形程序接口”。虽然DirectX在家用市场全面领先，但在专业高端绘图领域，OpenGL是不能被取代的主角。
OpenGL是个与硬件无关的软件接口，可以在不同的平台如Windows 95、Windows NT、Unix、Linux、MacOS、OS／2之间进行移植。因此，支持OpenGL的软件具有很好的移植性，可以获得非常广泛的应用。由于OpenGL是图形的底层图形库，没有提供几何实体图元，不能直接用以描述场景。但是，通过一些转换程序，可以很方便地将AutoCAD、3DS/3DSMAX等3D图形设计软件制作的DXF和3DS模型文件转换成OpenGL的顶点数组。
在OpenGL的基础上还有Open Inventor、Cosmo3D、Optimizer等多种高级图形库，适应不同应用。其中，Open Inventor应用最为广泛。该软件是基于OpenGL面向对象的工具包，提供创建交互式3D图形应用程序的对象和方法，提供了预定义的对象和用于交互的事件处理模块，创建和编辑3D场景的高级应用程序单元，有打印对象和用其它图形格式交换数据的能力。
OpenGL的发展一直处于一种较为迟缓的态势，每次版本的提高新增的技术很少，大多只是对其中部分做出修改和完善。1992年7月，SGI公司发布了OpenGL的1.0版本，随后又与微软公司共同开发了Windows NT版本的OpenGL，从而使一些原来必须在高档图形工作站上运行的大型3D图形处理软件也可以在微机上运用。1995年OpenGL的1.1版本面市，该版本比1.0的性能有许多提高，并加入了一些新的功能。其中包括改进打印机支持，在增强元文件中包含OpenGL的调用，顶点数组的新特性，提高顶点位置、法线、颜色、色彩指数、纹理坐标、多边形边缘标识的传输速度，引入了新的纹理特性等等。OpenGL 1.5又新增了“OpenGL Shading Language”，该语言是“OpenGL 2.0”的底核，用于着色对象、顶点着色以及片断着色技术的扩展功能。
OpenGL 2.0标准的主要制订者并非原来的SGI，而是逐渐在ARB中占据主动地位的3DLabs。2.0版本首先要做的是与旧版本之间的完整兼容性，同时在顶点与像素及内存管理上与DirectX共同合作以维持均势。OpenGL 2.0将由OpenGL 1.3的现有功能加上与之完全兼容的新功能所组成(如图一)。借此可以对在ARB停滞不前时代各家推出的各种纠缠不清的扩展指令集做一次彻底的精简。此外，硬件可编程能力的实现也提供了一个更好的方法以整合现有的扩展指令。
目前，随着DirectX的不断发展和完善，OpenGL的优势逐渐丧失，至今虽然已有3Dlabs提倡开发的2.0版本面世，在其中加入了很多类似于DirectX中可编程单元的设计，但厂商的用户的认知程度并不高，未来的OpenGL发展前景迷茫。
OpenGL的发展历程：
1992年7月，SGI公司发布了OpenGL的1.0版本，随后又与微软公司共同开发了Windows NT版本的OpenGL，从而使一些原来必须在高档图形工作站上运行的大型3D图形处理软件也可以在微机上运用。
1995年OpenGL的1.1版本面市，该版本较1.0性能提高许多，并加入了一些新的功能。包括提高顶点位置、法线、颜色、色彩指数、纹理坐标、多边形边缘标识的传输速度，引入了新的纹理特性等等。
1997年，Windows 95下3D游戏的大量涌现，游戏开发公司迫切需要一个功能强大、兼容性好的3D图形接口，而当时微软公司自己的3D图形接口DirectX 3.0功能却是很糟糕。因而以制作《雷神之锤》等经典3D射击游戏而著名的id公司同其它一些游戏开发公司一同强烈要求微软在Windows 95中加入对OpenGL的支持。微软公司最终在Windows 95的OSR2版和后来的Windows 版本中加入了对OpenGL的支持。这样，不但许多支持OpenGL的电脑3D游戏得到广泛应用，而且许多在3D图形设计软件也可以运用支持OpenGL标准的3D加速卡，大大提高其3D图形的处理速度。
2003年的7月28日，SGI和ARB公布了OpenGL 1.5。OpenGL 1.5中包括OpenGL ARB的正式扩展规格绘制语言“OpenGL Shading Language”。OpenGL 1.5的新功包括：顶点Buffer Object、Shadow功能、隐蔽查询、非乘方纹理等。
2004年8月，OpenGL2.0版本发布~OpenGL 2.0标准的主要制订者并非原来的SGI，而是逐渐在ARB中占据主动地位的3Dlabs。opengl2.0支持OpenGL Shading Language、新的shader扩展特性以及其他多项增强特性。
2008年8月初Khronos工作组在Siggraph 2008大会上宣布了OpenGL 3.0图形接口规范，GLSL1.30 shader语言和其他新增功能将再次未来开放3D接口发展指明方向。
OpenGL 3.0 API开发代号为Longs Peak，和以往一样，OpenGL 3.0仍然作为一个开放性和跨平台的3D图形接口标准，在Shader语言盛行的今天，OGL3.0增加了新版本的shader语言：GLSL 1.30,可以充分发挥当前可编程图形硬件的潜能。同时，OGL3.0还引入了一些新的功能，例如顶点矩阵对象，全帧缓存对象功能，32bit浮点纹理和渲染缓存，基于阻塞队列的条件渲染，紧凑行半浮点顶点和像素数据，四个新压缩机制等等。
2009年3月又公布了升级版新规范OpenGL 3.1，也是这套跨平台免费API有史以来的第九次更新。OpenGL 3.1将此前引入的OpenGL着色语言“GLSL”从1.30版升级到了1.40版，通过改进程序增强了对最新可编程图形硬件的访问，还有更高效的顶点处理、扩展的纹理功能、更弹性的缓冲管理等等。宽泛地讲，OpenGL 3.1在3.0版的基础上对整个API模型体系进行了简化，可大幅提高软件开发效率。
2009年8月Khronos小组发布了OpenGL 3.2，这是一年以来OpenGL进行的第三次重要升级。该版本仍然延续了OpenGL发展的方向让图形程序开发者能在多种操作系统和平台下更好的利用新的GPU功能。OpenGL3.2版本提升了性能表现、改进了视觉质量、提高了几何图形处理速度，而且使Direct3D程序更容易移植为OpenGL。除OpenGL之外，Khronos还将其开发的其它标准进行了协调改进，以求可以在更广泛的领域提供强大的图形功能和计算生态系统，这些标准包括用于并行计算的OpenCL、用于移动3D图形开发的OpenGL ES和用于网络3D开发的WebGL。
Khronos旗下的OpenGL ARB(Architecture Review Board)工作组推出了GLSL 1.5OpenGLShading Language(OpenGL着色语言)的升级版，以及在OpenGL3.2框架下推出了两个新功能，可以让开发者在开发新程序时能够在使用流水线内核特性或兼容性特性之间做出选择，其中兼容性特性会提供与旧版OpenGL之间的兼容性。
Directx 3D
举个例子吧，骨灰级玩家（玩游戏比较长的）以前在DOS下玩游戏时，可不像我们现在，安装上就可以玩了，他们往往首先要先设置声卡的品牌和型号，然后还要设置IRQ（中断）、I/O（输入于输出）、DMA（存取模式），如果哪项设置的不对，那么游戏声音就发不出来。这部分的设置不仅让玩家伤透脑筋，而且对游戏开发者来说就更头痛了，因为为了让游戏能够在众多电脑中正确运行，开发者必须在游戏制作之初,便需要把市面上所有声卡硬件数据都收集过来，然后根据不同的 API（应用编程接口）来写不同的驱动程序，这对于游戏制作公司来说，是很难完成的，所以说在当时多媒体游戏很少。微软正是看到了这个问题，为众厂家推出了一个共同的应用程序接口——DirectX，只要这个游戏是依照Directx来开发的，不管你是什么显卡、声卡、统统都能玩，而且还能发挥更佳的效果。当然，前提是你的显卡、声卡的驱动程序也必须支持DirectX才行。
3D加速卡就是硬件，也就是我们常说的显卡。
而操作系统和应用软件通常不能直接去使用显卡和其中的3D加速功能，必须通过系统中的一个接口去调用，这就是OPENGL和D3D的作用了。
OPENGL和D3D对下可以通过显卡驱动程序操作显卡，对上可以为操作系统和各种应用程序提供各种显示用的接口函数和显示功能。
操作系统和应用软件（包括游戏）不需要知道这台电脑用的什么显卡，只需要调用OPENGL或D3D提供的接口函数和功能就能实现显示功能，通过这种分工合作，极大的降低了软件开发周期和成本。比如需要在显示器上画出一个三维的正方体，不需要程序人员针对不同的显卡去写大段的代码，只需要调用OPENGL或D3D的一个函数并把一些相关的参数发给他们，由他们去完成这个事情就可以了。
OPENGL和D3D本质虽然一样，但却是不同的两个标准。
OpenGL是近几年发展起来的一个性能卓越的三维图形标准，它是在SGI等多家世界闻名的计算机公司的倡导下，以SGI的GL三维图形库为基础制定的一个通用共享的开放式三维图形标准。目前，包括Microsoft、SGI、IBM、DEC、SUN、HP等大公司都采用了OpenGL做为三维图形标准，许多软件厂商也纷纷以OpenGL为基础开发出自己的产品，其中比较著名的产品包括动画制作软件Soft Image和3D Studio MAX、仿真软件Open Inventor、VR软件World Tool Kit、CAM软件ProEngineer、GIS软ARC/INFO等等。
Direct3D (D3D)：是微软为提高3D 游戏在Windows中的显示性能而开发的显示程序，目前已经升级到10.0版本，它提供了丰富的3D功能库，是游戏广泛采用的标准。