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初学OpenGL,接触到了许多新名词,由于之前未学习过相关的知识,所以很容易懵,此篇将记录一些常用的术语(持续补充,收录更新.)
1. 渲染
维基百科: 渲染在电脑绘图中是指用软件从模型生成图像的过程,模型是用语言或者数据结构进行严格定义的三维物体或虚拟场景的描述，它包括几何、视点、纹理、照明和阴影等信息。图像是数字图像或者位图图像
在OpenL中将图形/图像数据转换成3D空间图像操作叫做渲染(Rendering)
2. 顶点数组(VertexArray)和顶点缓冲区(VertexBuffer)
画人物画像一般先描边,把人物轮廓先画好,在往轮廓内补充线条,填充颜色. 在OpenGL中也是一样, 顶点数据就是能确定好位置的点, OpenGL中的图像都是由图元组成的. 在OpenGL ES 中有3种类型的图元, 点,线,三角形,那这些顶点数据最终是存储在哪里的呢?开发者可以选择设定函数指针,在调⽤绘制⽅法的时候,直接由内存传入顶点数据也就是说这部分数据之前是存储在内存当中的，被称为顶点数组。⽽性能更⾼的做法是，提前分配⼀块显存,将顶点数据预先传入到显存当中。这部分的显存，就被称为顶点缓冲区
顶点指的是我们在绘制一个图形时,它的顶点位置数据.⽽这个数据可以直接存储在数组中或者将其缓存到GPU内存中
3. 管线 (pipeline)
- 一堆原始图形数据途径一个输送管道,期间经过各种变化处理最终出现在屏幕过程的管理. 图形渲染管线可以被划分为两个主要部分：第一部分把你的3D坐标转换为2D坐标，第二部分是把2D坐标转变为实际的有颜色的像素。
4. 固定管线/存储着色器
- 可以简单理解为渲染图像的这个过程，我们只能通过调用GLShaderManager类的固定管线效果实现我们一系列的着色器处理。
5. 可编程管线
- 处理图形的过程，我们必须使用顶点着色器和片元着色过程。我们可以才有GLSL自行编写着色器程序，来执行这个过程的事情
6. 着色器程序Shader
- 是用来实现图像渲染的，用来替代固定渲染管线的可编辑程序
- OpenGL在实际调用绘制函数之前,需要指定一个由shader编译成的着色器程序,常见的着色器主要有顶点着色器,片段着色器(又名像素着色器),几何着色器,曲面细分着色器,片段着色器和像素着色器只在OpenGL和DX中国的不同叫法而已. 注意: 直到OpenGL ES 3.0,依然只支持了顶点着色器,和片段着色器这两个最基础的着色器
- 在处理shader时,和其他编译器一样,需要先编译,链接等步骤,生成了着色器程序,着色器程序同时包含了顶点着色器,和片段着色器的运算逻辑,在OpenGL进行绘制的时候,首先由顶点着色器对传入的顶点数据进行运算,再通过图元装配,将顶点转换为图元,然后进行光栅化,将图元这种矢量图形,转换为栅格化数据,最后,将栅格化数据传入片段着色器中进行运算,片段着色器会对栅格化数据中的每一个像素进行运算,并决定像素的颜色
7. 顶点着色器 VertexShader
- 一般用来处理图形每个顶点的变换(旋转/平移/投影灯)
- 顶点着色器是逐顶点运算的程序,也就是说每个顶点数据都会执行一次顶点着色器(并行),并且无法访问其他的顶点数据.
7. 片元着色器程序
- 一般⽤用来处理图形中每个像素点颜色计算和填充
- 逐像素运算的程序,每个像素都会执行一次片段着色器(并行)
8. GLSL (OpenGL Shading Language)
- OpenGL中编写着色器的语言,他们在图形卡的GPU上执行,代替了固定的渲染管道线的一部分,使渲染管线中不同层次具有可编程性,比如: 视频转换,投影转换等 GLSL的着色器代码分成两个部分:顶点着色器和片段着色器
9. 光栅化 (Rasteruzation)
- 将图转化为一个个栅格组成的图象。 光栅化特点：每个元素对应帧缓冲区中的一像素
- 把顶点数据转化为片元的过程, 片元中的每一个元素对应于帧缓冲区中的一个像素
- 将几何图元变成二维图像的过程,该过程包含了两部分工作,第一部分: 决定窗口坐标中的哪些整型栅格区域被基本图元占用,第二部分工作: 分配一个颜色值和一个深度值到各区域,光栅化过程产生的是片元
10. 纹理(Textures)
- 纹理是一个2D图片（甚至也有1D和3D的纹理），它可以用来添加物体的细节；你可以想象纹理是一张绘有砖块的纸，无缝折叠贴合到你的3D的房子上，这样你的房子看起来就像有砖墙外表了。因为我们可以在一张图片上插入非常多的细节，这样就可以让物体非常精细而不用指定额外的顶点
11. 混合(Blending)
- 在测试阶段之后,如果像素依然没有被剔除,那么像素的颜色将会和帧缓冲区中颜色附着上的颜色进行混合,混合的算法可以通过OpenGL的函数进行指定,但是混合算法是有限的,如果需要更复杂的算法,一般可以通过像素着色器进行实现,对比性能会比原生的混合算法差一些.
12. 变换矩阵
- 图形的平移,缩放,旋转变换,就需要使用变换矩阵
13. 投影矩阵
- 用于将3D坐标转换为二维屏幕坐标,实际线条也将在二维坐标下进行绘制
14. 渲染上屏/交换缓冲区(SwapBuffer)
- 渲染缓冲区一般映射的是系统的资源,比如窗口. 如果将图像直接渲染到窗口对应的渲染缓冲区,则可以将图像显示到屏幕上,注意: 每个窗口如果只有一个缓冲区那么在绘制的过程中进行了刷新,窗口可能显示出不完整的图像,为了解决这个问题,上柜的OpenGL程序至少都会有两个缓冲区,显示在屏幕上的称为屏幕缓冲区,没有显示的称为离屏缓冲区,在一个缓冲区渲染完成之后,通过交换两个缓冲区,实现在屏幕上显示
- 由于显示器的刷新一般是逐行或逐列显示(硬件不同,有区别),为了防止交换缓冲区的时候屏幕上下区域的图像分属与两个不同的帧,因此交换一般会等待显示器刷新完成的信号,在显示器两次刷新的间隔中进行交换,这个信号就被称为垂直同步信号,这个技术被称为垂直同步
- 使用了双缓冲区和垂直同步技术之后,由于总是要等待缓冲区交换之后再进行下一帧的渲染,使得帧率无法完全达到硬件允许的最高水平,为了解决这个问题,引入了三缓冲区技术,在等待垂直同步时,来回交替渲染两个离屏的缓冲区,而垂直同步发生时,屏幕缓冲区和最近渲染完成的缓冲区交换,实现充分利用硬件性能. 但也不是缓冲区越多越好,视硬件性能而定(个人理解).
15. OpenGL 状态机
- OpenGL可以记录自己的状态,如当前使用的颜色,是否开启了混合功能
- 可以接收输入
- 可以进入停止状态,不再接收输入,在程序退出之前,会先停止工作
16. OpenGL 上下文(context)
- 在应用程序调用任何OpenGL的指令之前,需要安排首先创建一个OpenGL的上下文,这个上下文就是是一个非常庞大的状态机,保存了OpenGL中各种状态
