OpenGL学习笔记——初识

骑猪看日落 2022-11-22 00:20 299阅读 0赞

因为也摸索OpenGL一段时间了，不过自己的记性真的有点差，所以就总结一下做一篇笔记。

### 文章目录 ###

*  一、OpenGL简介
 *   *  1.1用处
     *  1.2发展简史
     *  1.3存在形式
 *  二、OpenGL实现思路
 *  三、OpenGL相关工具
 *  四、小结

# 一、OpenGL简介 #

## 1.1用处 ##

> OpenGL是一种应用程序编程接口(Application Programming Interface，API)，它是一种可以对图形硬件设备特性进行访问的软件库。从本质上讲，它是一个3D图形和模型库，具有很高的可移植性，其处理数据的速度也很快。但是它不同于一般的工具包(比如Python中的库)，我们不能随心所欲的让他帮我们自动完成我们想要绘制的内容，很多时候我们都需要自己输入数据和控制输出的类型，以达到我们想要的3D效果。

## 1.2发展简史 ##

> 提到OpenGL就不得不提一下SGI公司，其在计算机图形和动画方面一直处于行业的领先地位，OpenGL就脱胎于这家公司的IRIS GL，也因此最初的OpenGL API的许可一直由SGI公司所控制，之后才由ARB(OpenGL机构审核委员会)所控制，该委员会的创立者也包含了许多至今仍非常有名的公司，如IBM、Intel、Microsoft。在委员会成立不久之后，OpenGL1.0规范也正式出台。不过随着时代的发展，SGI也退出了历史舞台，OpenGL标准的控制权也从ARB移交给了一个新的工作组Khronos，该工作组现在继续着OpenGL和其姊妹OpenGL ES的发展与升级。

## 1.3存在形式 ##

> OpenGL主要有两种形式存在。我们通常所说的OpenGL，其实是指OpenGL的实现，它是一个运行时的函数库，软件开发人员可以使用它来生成实时图形。而第二种形式则是指“OpenGL规范”，这个规范包含了OpenGL API、OpenGL的整个状态机，以及各种特性是如何共同工作和运行的。特别要注意的一点就是，OpenGL并不是一门编程语言，所以并不存在“OpenGL程序”之类的东西，其所使用的编程语言主要有两个部分，第一个部分是CPU端的C++或C语言代码，对整个应用程序进行相关的流程和逻辑控制；第二部分则是GPU的着色语言GLSL，其主要是用于渲染操作。

# 二、OpenGL实现思路 #

> OpenGL的实现思路其实是类似于我们人类绘画的过程，我们的电脑显示屏其实是一个2D平面，那么怎样才能绘制出3D的物体呢？也就是说怎样才能使得物体在2D平面中不仅具有宽度、高度，还可以让物体具有深度？  
> 这个问题在很久之前画家们已经给出了答案：2D+透视=3D，也就是通过透视变换就可以给人营造一种3D的错觉。而之所以会这样，深层次的来讲其实这就是我们人类眼睛看待这个世界的方式，我们使用两只眼睛同时观察一个物体，其实在这个过程我们的每一个眼睛都会得到一个临时二维图像，而由于观察的角度不同这就会造成所谓的视差，我们的大脑就会利用视差等等因素对这两幅图像进行组合，最终会在我们的脑海中形成一个单一的、合成的3D图片。

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> 除此之外，我们都知道物体离我们越远，物体也就越小，对应上面的图也就是 θ \\theta θ越小。也正因为如此，现实生活中的3D电影就可以通过3D眼镜来增大我们眼睛之间的 θ \\theta θ角度而增强3D效果，也正是这种过度增强，电影院就可以取得他们想要的某种戏剧性的效果。

# 三、OpenGL相关工具 #

辅助我们进行OpenGL相关编程的工具有很多，但是其实对于初学者的我而言，主要就是两类工具：

> 第一类，提供窗口控制的工具或者说是库，如GLFW、GLUT等，因为OpenGL并没有包含任何生成窗口和窗口控制的函数，所以就需要第三方的工具来辅助我们开发独立于窗口系统的OpenGL程序。  
> 第二类，简化我们获取OpenGL函数地址的工具，如GLEW、GLAD等，因为OpenGL对于不同的制造商而言，只是一种规范而已，不同的显卡制造商可以有不同的显卡驱动，所以这就导致了在编写OpenGL代码时，应用程序在编译阶段并不知道相关的OpenGL函数，而是要等到运行时才能知晓它。这也就造成了如果我们不使用像GLAD这类的辅助工具，我们的程序就需要大量的出现类似于下面的代码。

//定义一个函数指针类型
    typedef void (*GL_GENBUFFERS) (GLsizei, GLuint*);
    //获取相关函数地址
    GL_GENBUFFERS glGenBuffers  = (GL_GENBUFFERS)wglGetProcAddress("glGenBuffers");
    //正常的使用该函数
    unsigned int buffer;
    glGenBuffers(1, &buffer);

# 四、小结 #

对于我这样的OpenGL初学者而言，仍有许多相关的知识需要学习和了解，可能这会花费很长的时间才能有所成效，但是为了拥有自己的3D软件，我认为是非常值得的\*~\*。

> 参考资料：《OpenGL编程指南》《OpenGL超级宝典》《Learning OpenGL》

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