OpenGL

title: 设计.
content: OpenGL规范描述了绘制2D和3D图形的抽象API。尽管这些API可以完全通过软件实现,但它是为大部分或者全部使用硬件加速而设计的。  OpenGL的API定义了若干可被客户端程序调用的函数,以及一些具名整型常数(例如,常数GL_TEXTURE_2D对应的十进制整数为3553)。虽然这些函数的定义表面上类似于C编程语言,但它们是语言独立的。因此,OpenGL有许多语言绑定,值得一提的包括:JavaScript绑定的WebGL(基于OpenGL ES 2.0在Web浏览器中的进行3D渲染的API);C绑定的WGL、GLX和CGL;iOS提供的C绑定;Android提供的Java和C绑定。  OpenGL不仅语言无关,而且平台无关。规范只字未提获得和管理OpenGL上下文相关的内容,而是将这些作为细节交给底层的窗口系统。出于同样的原因,OpenGL纯粹专注于渲染,而不提供输入、音频以及窗口相关的API。  OpenGL是一个不断进化的API。新版OpenGL规范会定期由Khronos Group发布,新版本通过扩展API来支持各种新功能。每个版本的细节由Khronos Group的成员一致决定,包括显卡厂商、操作系统设计人员以及类似Mozilla和谷歌的一般性技术公司。  除了核心API要求的功能之外,GPU供应商可以通过扩展的形式提供额外功能。扩展可能会引入新功能和新常数,并且可能放松或取消现有的OpenGL函数的限制。然后一个扩展就分成两部分发布:包含扩展函数原型的头文件和作为厂商的设备驱动。供应商使用扩展公开自定义的API而无需获得其他供应商或Khronos Group的支持,这大大增加了OpenGL的灵活性。OpenGL Registry负责所有扩展的收集和定义。  每个扩展都与一个简短的标识符关联,该标识符基于开发公司的名称。例如,英伟达(NVIDIA)的标识符是NV。如果多个供应商同意使用相同的API来实现相同的功能,那么就用EXT标志符。这种情况更进一步,Khronos Group的架构评审委员(Architecture Review Board,ARB)正式批准该扩展,那么这就被称为一个“标准扩展”,标识符使用ARB。第一个ARB扩展是GL_ARB_multitexture。  OpenGL每个新版本中引入的功能,特别是ARB和EXT类型的扩展,通常由数个被广泛实现的扩展功能组合而成。
title: 文档.
content: OpenGL普及的部分原因是其高质量的官方文件。OpenGL架构评审委员会随规范一同发布了一系列包含API变化更新的手册。这些手册因其封面颜色而众所周知。 Dave Shreiner, Graham Sellers, John M. Kessenich and Bill M. Licea-Kane. 2013. OpenGL Programming Guide: The Official Guide to Learning OpenGL, Version 4.3(8th Edition). Addison-Wesley Professional. ISBN 978-0321773036. Randi J. Rost, Bill M. Licea-Kane, Dan Ginsburg, John M. Kessenich, Barthold Lichtenbelt, Hugh Malan and Mike Weiblen. 2009. OpenGL Shading Language (3rd Edition). Addison-Wesley Professional. ISBN 978-0321637635
title: 相关程序库.
content: 早期的 OpenGL 版本会一同发布配套的 GLU 库,提供一些同时代硬件尚不支持的简单功能。GLU 最后一次更新规格要求是在 1998 年,对已弃用的 OpenGL 特性有依赖。  还有几个库也建立在OpenGL之上,提供了OpenGL本身没有的功能:  特别是,库——由SGI开发并可以在IRIX、Linux和Microsoft Windows的一些版本上使用,构建于OpenGL,可以建立实时可视化仿真程序。  当开发者需要使用最新的OpenGL扩展时,他们往往需要使用库或者是库提供的功能,可以在程序的运行期判断当前硬件是否支持相关的扩展,防止程序崩溃甚至造成硬件损坏。这类库利用动态加载技术(dlsym、GetProcAddress等函数)搜寻各种扩展的信息。
title: 上下文与窗口套件.
content: OpenGL 上下文(英语:OpenGL context)的创建过程相当复杂,在不同的操作系统上也需要不同的做法。因此很多游戏开发和用户界面库都提供了自动创建 OpenGL 上下文的功能,其中包括 SDL、Allegro、、FLTK、Qt 等。也有一些库是专门用来创建 OpenGL 窗口的,其中最早的便是 GLUT,后被 freeglut 取代,比较新的也有 GLFW 可以使用。
title: 历史.
content: 1980年代,开发可以用在各种各样图形硬件上的软件是个真正的挑战。通常,软件开发人员为每种硬件编写自定义的接口和驱动程序。但这非常昂贵并会导致大量工作的重复。  20世纪90年代初,SGI成为工作站3D图形领域的领导者。其IRIS GL的API被认为是最先进的科技并成为事实上的行业标准,而基于开放标准的PHIGS则相形见绌。IRIS GL更容易使用,而且还支持即时模式的渲染。相比之下,PHIGS难于使用并且功能老旧。  SGI的竞争对手(包括Sun、惠普和IBM)通过扩展PHIGS标准也能将3D硬件投入市场。这反过来导致SGI市场份额的削弱,因为有越来越多的3D图形硬件供应商进入市场。为攻占市场,SGI决定把IRIS GL API转变为一项开放标准,即OpenGL。  然而,SGI拥有大量的软件客户,对他们来说从IRIS GL迁移到OpenGL将需要巨额投资。此外,IRIS GL的应用程序接口拥有与3D图形不相关的函数。例如,它包括窗口、键盘和鼠标的API,部分原因是由于它是在X Window系统和Sun公司的NeWS系统之前开发的。而且,IRIS GL库由于授权和专利问题并不适合开放。上述种种因素要求SGI继续支持先进和专有的IRIS Inventor和IRIS Performer应用程序接口。  IRIS GL的限制之一是只能访问由底层硬件支持的功能。如果图形硬件不支持一项功能,那么该应用程序将不能使用它。OpenGL通过为硬件不具备的功能提供软件支持克服了此问题,这就允许应用程序在相对较弱的系统中使用先进的图形技术。OpenGL标准化了访问硬件的方式:硬件接口程序的开发(有时也称为设备驱动程序)交由硬件制造商,而窗口功能委托给底层操作系统。让大量不同种类的图形硬件讲同一种语言影响深远,它为软件开发者进行3D软件发展提供了更高层次的平台。  1992年,SGI公司领导了OpenGL架构审查委员会(OpenGL ARB)的创建。该委员会由若干公司组成,负责未来OpenGL规范的维护和扩充。  微软在1995年发布Direct3D,Direct 3D最终成为OpenGL的主要竞争对手。1997年12月17日,微软和SGI发起华氏温标项目,旨在统一OpenGL和Direct3D的接口。1998年,惠普加入。后来,由于SGI的财政限制、微软的战略以及缺乏行业普遍支持,项目1999年遭弃。  2006年7月,OpenGL架构评审委员会投票决定将OpenGL API标准的控制权交给Khronos Group。
title: 高级功能.
content: OpenGL被设计为只有输出的,所以它只提供渲染功能。核心API没有窗口系统、音频、打印、键盘/鼠标或其他输入设备的概念。虽然这一开始看起来像是一种限制,但它允许进行渲染的代码完全独立于他运行的操作系统,允许跨平台开发。然而,有些整合于原生窗口系统的东西需要允许和宿主系统交互。这通过下列附加API实现:  另外,GLUT库能够以可移植的方式提供基本的窗口功能。
title: 版本.
content: OpenGL进化自(而且风格很相似)SGI的早期3D接口IRIS GL。IRIS GL的一个限制是它只能访问底层硬件提供的特性。如果图形硬件不支持例如纹理映射这样的功能,那么应用程序就不能使用它。OpenGL通过在软件上对硬件不支持的特性提供支持的方法克服了这个问题,允许应用程序在相对低配置的系统上使用高级的图形特性。Fahrenheit项目是Microsoft和SGI之间的联合行动,为了统一OpenGL和Direct3D接口的目的。它一开始提出了一些把规则带给交互3D计算机图形API世界的承诺,但因为SGI的财政限制,这个项目后来被放弃了。  2002年微软的DirectX 9提出了全新的Shader绘图功能以及高阶着色语言(HLSL),OpenGL霸主地位开始被瓦解。这使得3DLabs了解到必须开发全新的OpenGL 2.0版本,但仅加入支援GLSL的功能。2006年Khronos接手OpenGL,立刻着手发展Longs Peak与Mount Evans。2008年推出OpenGL 3,但评价普遍不高。  2010年3月10日, OpenGL同时推出了3.3和4.0版本,同年7月26日又发布了4.1版本。2011年8月8日发布4.2版本。2013年发布4.3版。

Summary: OpenGL(英语:"Open Graphics Library",译名:开放图形库或者“开放式图形库”)是用于渲染2D、3D矢量图形的跨语言、跨平台的应用程序编程接口(API)。这个接口由近350个不同的函数调用组成,用来从简单的图形位元绘制复杂的三维景象。而另一种程序接口系统是仅用于Microsoft Windows上的Direct3D。OpenGL常用于CAD、虚拟现实、科学视觉化程序和电子游戏开发。