OpenGL

OpenGL ("Open Graphics Library") je priemyselný štandard špecifikujúci viacplatformové rozhranie (API) k akcelerovaným grafickým kartám respektíve celým grafickým subsystémom. Slúži na tvorbu aplikácií pracujúcich predovšetkým s trojrozmernou počítačovou grafikou prekresľovanou v reálnom čase. Používa sa pri tvorbe počítačových hier, CAD programov, aplikácií virtuálnej reality alebo pre vedecko-technické vizualizácie.
História.
V osemdesiatych rokoch dvadsiateho storočia sa objavujú prvé priemyselne vyrábané grafické adaptéry pre osobné počítače s podporou grafických režimov. Vývojári grafického softvéru boli nútení písať pre každý typ zariadenia osobitné rozhranie a ovládače. Pri rozvíjajúcom sa trhu s grafickými kartami bolo čoraz ťažšie zabezpečiť, aby softvér korektne pracoval na ľubovoľnej dostupnej konfigurácii počítača. Preto vznikajú viaceré štandardy, ktoré majú zabezpečiť približne rovnaký grafický výstup pri volaní rovnakých programových rutín na rôznych hardvérových prípadne softvérových konfiguráciách.
Na začiatku deväťdesiatych rokov bola firma Silicon Graphics Inc. (SGI) lídrom na trhu s pracovnými stanicami s podporou trojrozmernej grafiky. Ich API IRIS GL (Integrated Raster Imaging System Graphic Library") sa stalo de facto priemyselným štandardom napriek existencii otvoreného štandardu PHIGS (Programmer's Hierarchical Interactive Graphic System"), ktorý bol považovaný za ťažšie implementovateľný a pomalší pri prekresľovaní v reálnom čase.
S príchodom prvých grafických kariet s 3D akceleráciou sa "SGI" rozhodla konkurovať otvoreným štandardom. Otvorenie špecifikácie IRIS GL nebolo možné kvôli licenčnej a patentovej zaviazanosti. "Silicon Graphics" sa rozhodli vyvinúť nový štandard odvodením od staršieho rozhrania knižnice "IRIS GL". Hlavným rozdielom bolo vyriešenie obmedzenia "IRIS GL", keď aplikácia mohla využívať len programové rutiny priamo podporované hardvérom. Nové riešenie umožňovalo riešiť prípadnú hardvérovú nekompatibilitu softvérovou emuláciou.
Autormi novej špecifikácie boli Mark Segal a Kurt Akeley a ako "OpenGL" ho v roku 1992 revidovalo konzorcium OpenGL Architecture Review Board (ARB). Jej členmi v tom období boli 3Dlabs, Apple Computers, ATI, Dell, IBM, Intel, Microsoft, nVidia, SGI a Sun Microsystems. V roku 1993 "Microsoft" projekt opustil.
September 7, 2004 sa najmä spoločnosť 3Dlabs zaslúžila o vydanie novej verzie štandardu "OpenGL 2.0". Tá vo svojej špecifikácii obsahuje podporu pre GLSL ("OpenGL Shading Language").
V roku 1995 vydal "Microsoft" svoju prvú verziu API Direct3D, ktorá sa stáva hlavným konkurentom "OpenGL". Dňa December 17, 1997 "Microsoft" a "SGI" prijali projekt Fahrenheit, ktorého hlavným cieľom bolo zjednotenie rozhraní "OpenGL" a "Direct3D". V roku 1998 sa k projektu pridáva spoločnosť Hewlett-Packard. Napriek sľubnej iniciatíve projekt stroskotal na finančných obmedzeniach "Silicon Graphics" a nedostatočného záujmu zo strany výrobcov hardvéru.
Medzitým June 31, 2006 "ARB" oznámilo, že voľbou presúvajú kontrolu nad špecifikáciou "OpenGL" konzorciu Khronos Group a to dňa September 21, 2006 kontrolu prevzalo. Skupina v rámci konzorcia, ktorá sa mala venovať štandardu "OpenGL", bola z historických dôvodov pomenovaná OpenGL ARB Working Group. Jedným z hlavných cieľov nového konzorcia bolo zabezpečenie koordinovaného vývoja štandardov "OpenGL" a OpenGL ES ("OpenGL for Embedded Systems").
V Auguste 2008 bola vydaná verzia 3.0, ktorá priniesla mechanizmus na vyradenie niektorých funkcií z špecifikácie. Označené na vyradenie boli všetky funkcie spojené s fixnou funkčnosťou (vrátanie funkcií maticových transformácií). Vo verzii 3.1 vydanej v Marci 2009 boli tieto funkcie odstránené, avšak je stále možné k nim pristupovať ak je kontext vytvorený v režime kompatibility. Vo verzii 3.2 z Augusta 2009 pribudol nový druh shaderu - "geometry shader", ktorý umožňuje vytvárať nové vrcholy na grafickej karte, zatiaľ čo dovtedy bolo možné vrcholy len upravovať.
V Marci 2010 Khronos vydal OpenGL 4.0, ktorej hlavným prínosom boli ďalšie dva programovateľné shadere, umožňujúce teseláciu na grafickej karte.
Programovanie v OpenGL.
Práca v OpenGL je pomerne jednoduchá. Vyššie programovacie jazyky (Delphi, C++) majú vytvorené špeciálne knižnice, ktoré umožňujú jednoduchý prístup k API funkciám pre OpenGL a navyše poskytujú aj určitú nadstavbu. Niektoré sú dostupné hneď po inštalácii vývojového prostredia, iné sú dostupné na internete.
Základné príkazy.
Všetky príklady sú zapísané v jazyku Delphi. Syntax iných jazykov pre uvádzané príkazy je identická, alebo podobná.
Prvý príklad naznačuje ako vyprázdniť obsah grafických zásobníkov.
Nasledujúce príklady nie sú kompatibilné s "core" profilom pre OpenGL verzie 3.1 a vyššie!
Príkaz umožní nazeranie na trojrozmerný priestor pomocou projekcie.
Ďalšie príkazy sú používané často pred umiestnením nových objektov do trojrozmerného priestoru.
Obľúbená je funkcia, ktorá umožní rotáciu objektu. Rotácia môže prebiehať v ľubobolnom smere a o ľubovolný uhol.
Mapovanie textúr.
Skôr ako je textúra zobrazená je potrebné ju uložiť do pamäti. Ľahko to dosiahneme kombináciou príkazov
Ilustračný príklad.
Za animáciou je ilustračný príklad rotácie telesa okolo osi y. Podobný príklad je možné nasimulovať s využitím príkazov v prostredí Delphi.