**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 (***I**ntegrated **R**aster **I**maging **S**ystem **G**raphic **L**ibrary*) sa stalo de facto priemyselným štandardom napriek existencii otvoreného štandardu PHIGS (***P**rogrammer's **H**ierarchical **I**nteractive **G**raphic **S**ystem*), 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 (*Open**GL** **S**hading **L**anguage*).

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 **E**mbedded **S**ystems*).

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.

Grafický pipeline diagram

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.

```
glClear(GL\_COLOR\_BUFFER\_BIT or GL\_DEPTH\_BUFFER\_BIT); // Vymazanie zásobníka zobrazenia a hĺbkového zásobníka

```

Nasledujúce príklady nie sú kompatibilné s *core* profilom pre OpenGL verzie 3.1 a vyššie!

Príkaz umožní nazeranie na trojrozmerný priestor pomocou projekcie.

```
glMatrixMode( GL\_PROJECTION ); // Definuje spôsob nazerania na vykreslované objekty.

```

Ďalšie príkazy sú používané často pred umiestnením nových objektov do trojrozmerného priestoru.

```
glLoadIdentity(); // Reštartne pozíciu v grafickej matici.
glTranslatef(0.0, -1.0, -5.0); // Príkaz nastaví pozíciu pre vykreslenie v priestore.
 // Pozícia je uvádzaná v poradí pre os X,Y,Z.

```

Obľúbená je funkcia, ktorá umožní rotáciu objektu. Rotácia môže prebiehať v ľubobolnom smere a o ľubovolný uhol.

```
glRotatef(12 ,0,-1,0); // Prvá hodnota uvádza aktuálny uhol pre zobrazenie.
 // Ďalej sú hodnoty pre pootočenie na vybranej osi.

```

### Mapovanie textúr

Skôr ako je textúra zobrazená je potrebné ju uložiť do pamäti. Ľahko to dosiahneme kombináciou príkazov

```
var 
 TextureImage: array [0..0] of PTAUX\_RGBImageRec;
 TextureImage: GLuint;
begin
 TextureImage := LoadBMP(auxDIBImageLoadA(FileName)); // Načítanie textúry zo súboru FileName
 glGenTextures(1, TextureImage); // Generuje textúru
 glBindTexture(GL\_TEXTURE\_2D,TextureImage); // Vytvorenie textúry z bitmapy. 
 glTexImage2D(GL\_TEXTURE\_2D,0,3,TextureImage.sizeX,TextureImage.sizeY,0,
 GL\_RGB,GL\_UNSIGNED\_BYTE,TextureImage.data); 
 // Nastavenie parametrov textúry.
 glTexParameteri(GL\_TEXTURE\_2D,GL\_TEXTURE\_MAG\_FILTER,GL\_LINEAR); // Filtrovanie textúry pri zväčšení
 glTexParameteri(GL\_TEXTURE\_2D,GL\_TEXTURE\_MIN\_FILTER,GL\_LINEAR); // Filtrovanie textúry pri zmenšení

```

### Ilustračný príklad

Za animáciou je ilustračný príklad rotácie telesa okolo osi y. Podobný príklad je možné nasimulovať s využitím príkazov v prostredí Delphi.

Animácia znázorňuje výsledok príkladu rotácie telesa s textúrou

```
procedure TFormOpenGL.Kreslit(var Msg: TWMPaint); // Procedúra prekreslenia
var
 qObj: GLUquadricObj; 
 // premenná pre nový grafický objekt
begin
 glClear(GL\_COLOR\_BUFFER\_BIT or GL\_DEPTH\_BUFFER\_BIT); 
 // zmazanie príslušných zásobníkov
 glMatrixMode( GL\_MODELVIEW ); 
 // model rozmiestnenia objektov
 glLoadIdentity; // reštartne pozíciu v grafickej matici

 glBindTexture(GL\_TEXTURE\_2D, TextureList.GetTextureID(0)); 
 //výber textúry
 glColor3f(1.0, 1.0, 1.0); // nastavenie farieb
 glTranslatef(2.5,0.0,-6); 
 // posun vykreslovaniea na novú pozíciu
 glRotatef(rotaciaGula,0,-1,0); // rotácia o vybraný uhol
 glRotatef(270,1,0,0); // rotácia o vybraný uhol
 qobj := gluNewQuadric(); // založenie nového telesa
 gluQuadricTexture(qobj, true); 
 // povolí textúrovanie pre vybrané teleso s poslednou textúrou
 gluSphere(qobj, 1.5, 40, 40); 
 // zobrazí guľu s polomerom 1.5 a presnosťou zobrazenia 40.
 rotaciaGula:= rotaciaGula -0.5; 
 // Pri prekreslovaní sa premenná rotaciaGula musí meniť, aby
 // vznikol efekt rotácie telesa. 
 // Je zadefinovaná ako globálna premenná
end;

```

Pozri aj
--------

WikiknihyWikiknihy
Projekt Wikiknihy ponúka knihu v **angličtine** na tému:
***OpenGL***

### Podporné knižnice pre OpenGL

* GLU - OpenGL Utility Library
* GLUT - OpenGL Utility Toolkit
* GLFW - knižnica pre vytváranie OpenGL kontextu a spracovanie vstupov
* GLEW - OpenGL Extension Wrangler Library
* GLM - OpenGL Mathematics obsahuje funkcie pre prácu s maticami, ktoré boli vyradené od OpenGL 3.x, a mnohé ďalšie

### .Net wrappery pre OpenGL

* OpenTK - Open Toolkit
* Tao - TaoFramework

### Ďalšie API pre trojrozmernú grafiku

* Direct3D - časť rozhrania DirectX od spoločnosti Microsoft
* Mesa 3D - grafická knižnica vyvíjaná ako slobodný softvér

Referencie
----------

1. ↑  
 *Licencia pre používanie API a loga OpenGL* [online].. Dostupné online.
2. ↑   *Článok o podpísaní dohody Fahrenheit (www.windowsitpro.com)* [online].. Dostupné online.
3. ↑   *Článok o pripojení sa Hewlett-Packard k projektu Fahrenheit* [online].. Dostupné online. Archivované 2012-05-30 z originálu.
4. ↑   *Oznam o presune kompetencií na Khronos Group (The OpenGL Pipeline Newsletter)* [online].. Dostupné online.
5. ↑   *Oznam o vytvorení podskupiny v rámci Khronos Group, ktorá sa má venovať štandardu OpenGL* [online].. Dostupné online.

Iné projekty
------------

Commons
* Spolupracuj na Commons Commons ponúka multimediálne súbory na tému **OpenGL**

Externé odkazy
--------------

* www.opengl.org - oficiálna stránka OpenGL (po anglicky)
* SGI OpenGL stránka - stránka vývojára štandardu (po anglicky)
* nehe.ceske-hry.cz - stránka s množstvom manuálov (po česky)
* www.sulaco.co.za - stránka s množstvom príkladov pre Delphi (po anglicky)