OpenGL之常見的專業(yè)名詞解析

狀態(tài)機

狀態(tài)機可以理解為一臺可以保存狀態(tài)，并根據(jù)當前狀態(tài)進行相應輸出的機器，也可以理解為就是一種存在于理論中的機器；

首先，它有記憶的能力，能夠記住自己當前的狀態(tài)。（電腦的存儲器（內(nèi)存、硬盤等），可以記住電腦自己當前的狀態(tài)（當前安裝在電腦中的軟件、保存在電腦中的數(shù)據(jù)，其實都是二進制的值，都屬于當前的狀態(tài)），狀態(tài)機就相當于這里的電腦，類似于這樣的“存儲記憶”，因而OpenGL可以記錄自己的狀態(tài)（比如：當前所使用的顏色、是否開啟了混合功能等，這些都是要記錄的））；

其次，它可以接收輸入，根據(jù)用戶輸入的內(nèi)容和自己的狀態(tài)，修改自己的狀態(tài)，并且可以得到輸出。（電腦的輸入設備接收輸入（鍵盤輸入、鼠標輸入、文件輸入），根據(jù)輸入的內(nèi)容和自己的狀態(tài)（主要指可以運行的程序代碼），修改自己的狀態(tài)（修改內(nèi)存中的值），并且可以得到輸出（將結(jié)果顯示到屏幕），OpenGL和電腦類似，也可以接收輸入（當調(diào)用OpenGL函數(shù)的時候，可以看成OpenGL在接收輸入），根據(jù)輸入的內(nèi)容和自己的狀態(tài)，修改自己的狀態(tài)，并且可以得到輸出（比如當調(diào)用glColor3f，則OpenGL接收到這個輸入后會修改自己的“當前顏色”這個狀態(tài)；當調(diào)用glRectf，則OpenGL會輸出一個矩形））；

最后，當它進入某個特殊的狀態(tài)（停機狀態(tài)）的時候，它不再接收輸入，停止工作。（類似于電腦關(guān)機之后，便不再接收信息，停止工作）；

上下文 Context

保存OpenGL中各種狀態(tài)的一個龐大狀態(tài)機，記錄OpenGL渲染需要的所有信息，它是一個大的結(jié)構(gòu)體，它里面記錄了當前繪制使用的顏色、是否有光照計算以及開啟的光源等非常多的使用OpenGL函數(shù)調(diào)用設置的狀態(tài)和狀態(tài)屬性；

OpenGL指令執(zhí)?的基礎(chǔ)，比如保存了一系列的變量用來描述OpenGL此刻需要如何運行，比如拍照時候要開啟濾鏡功能等等；

應用程序中可以創(chuàng)建多個不同的上下文，分別在各自的線程中使用。上下文之間共享紋理，緩沖區(qū)等資源，采用這中方案更為高效，因為它避免了反復切換上下文，或者大量修改渲染狀態(tài)所造成的較大的開銷；

渲染（Rendering）

在OpenGL中，所有東西都在一個3D的空間里，而屏幕和窗口都是2D的，所以OpenGL需要將3D的坐標轉(zhuǎn)換成2D的坐標，這就是渲染（包括第一部分將3D坐標轉(zhuǎn)換成2D坐標；第二部分把2D的坐標轉(zhuǎn)換成實際的像素）；

頂點數(shù)組 VertexArray、頂點緩沖區(qū) VertexBuffer

常量頂點屬性對于一個圖元的所有頂點都相同，所以對一個圖元的所有頂點只需指定一個值；

頂點數(shù)組指定每個頂點的屬性 ，是保存在應用程序的地址空間 (OpenGL ES 稱為客戶空間) 的緩沖區(qū)，常在內(nèi)存中；

頂點緩沖區(qū)(VertexBuffer)用于保存一個或多個圖元的索引，常在緩存中；初始化或者更新 緩沖區(qū)對象數(shù)據(jù)存儲之后，客戶數(shù)據(jù)存儲不再需要的，靜態(tài)的幾何圖形可以釋放客戶數(shù)據(jù)存儲，減少應用程序消耗的內(nèi)存；

管線

管線包含一系列處理階段，定點數(shù)據(jù)和像素數(shù)據(jù)進入管線進行處理，最后組合到一起寫入幀緩沖區(qū)；

渲染的過程就相當于管線，類似于生產(chǎn)流水線；

主要分為固定管線（類似于API，只是參數(shù)的不同）和可編程管線（GLSL語法來驅(qū)使GPU）；

著色器

用來處理頂點相關(guān)代碼的程序，主要作用于GPU（一個著色器類似于一個函數(shù)或者方法，但函數(shù)和方法是作用于CPU）；

固定著色器：固定封裝的API代碼段，只是需要的參數(shù)不同；

頂點著色器：將頂點坐標由自身坐標系轉(zhuǎn)換到歸一坐標系，是逐頂點運行的程序，即每個頂點數(shù)據(jù)都會執(zhí)行一次，確定其位置；主要用來處理圖形頂點的變換（旋轉(zhuǎn)、平移、縮放），3D圖形數(shù)據(jù)投影換算 為2D圖形數(shù)據(jù)等；

片元著色器：主要用于處理一個個的像素點，逐像素且在GPU并行運算，即每個像素都會執(zhí)行一次；

自定義著色器：進行自定義編譯的代碼片段；

GLSL

GLSL著色語?是?來在OpenGL中著?編程的語?，是在圖形卡的GPU上執(zhí)?的，代替了固定的渲染管線的?部分，使渲染管線中不同層次具有可編程性；

光柵化

光柵化是將圖元轉(zhuǎn)化為一組二維片段的過程：當渲染一個圖元時，光柵化(Rasterization)階段通常會造成比原指定頂點更多的片段。它會根據(jù)每個片段在圖元上所處相對位置決定這些片段的位置。基于這些位置，它會插值(Interpolate)所有片段著色器的輸入變量；

包含了兩部分的?作：一是決定窗?坐標中的哪些整型柵格區(qū)域被基本圖元占?，二是分配一個顏?值和?個深度值到各個區(qū)域；

幾何圖元轉(zhuǎn)化為二維圖像，把物體的數(shù)學描述和相關(guān)的顏色信息轉(zhuǎn)換為屏幕上對應位置的像素及填充像素顏色，將模擬信號轉(zhuǎn)換為離散信號；

紋理（Texture、位圖）

紋理可以理解為是一個2D圖片（甚至也有1D和3D的紋理），它可以用來添加物體的細節(jié)；需要將png轉(zhuǎn)換成位圖，所以紋理又是位圖；

紋理也可以被用來儲存大量的數(shù)據(jù)，可以發(fā)送到著色器上；

將平時的jpg/png圖片轉(zhuǎn)換成位圖，位圖即為紋理；

混合(Blending)

為了渲染出不同的透明度級別，需要開啟混合；

可以理解為圖層疊加的計算；

變換矩陣 （Transformation）

用于圖形的平移、旋轉(zhuǎn)、縮放時使用；

投影矩陣 （Projection）

將3D坐標轉(zhuǎn)換為2D屏幕坐標時使用；

渲染上屏/交換緩沖區(qū) （SwapBuffer）

渲染緩沖區(qū)：可以理解為是系統(tǒng)的資源，例如窗口；

渲染上屏：將圖像直接渲染到窗口對應的渲染緩沖區(qū)；

顯示在屏幕上的稱為屏幕緩沖區(qū)，沒有顯示的稱為離屏緩沖區(qū)；在一個緩沖區(qū)渲染完成之后，通過將屏幕緩沖區(qū)和離屏緩沖區(qū)交換，實現(xiàn)圖像在屏幕上顯示；

為防?交換緩沖區(qū)的時候屏幕上下區(qū)域的圖像分屬于兩個不同的幀，交換一般會等待顯示器刷新完成的信號，在顯示器兩次刷新的間隔中進?交換，這個信號就被稱為垂直同步信號，這個技術(shù)被稱為垂直同步；

在等待垂直同步時，來回交替渲染兩個離屏的緩沖區(qū)，?垂直同步發(fā)生時，屏幕緩沖區(qū)和最近渲染完成的離屏緩沖區(qū)交換，實現(xiàn)充分利?硬件性能的?的。

OpenGL 渲染

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