最近在做用OpenGL顯示YUV數(shù)據(jù)的工作。完成之后,，決定將學(xué)到的東西整理總結(jié)一下,。 在探索OpenGL的過程中，一篇英文的tutorial讓我受益匪淺,。 我自己的總結(jié)也將主要取材于此,。那篇tutorial的作者是個巴西人，其英文雖然語法不甚精湛,，但文章可讀性極好,。 如果你英文還可以，強(qiáng)烈推薦讀原文,，比我這總結(jié)有用多了,。

本文主要介紹OpenGL的基本概念。

OpenGL的組成

OpenGL主要包括三個要素：

• 原件（Primitives）
• 緩沖區(qū)（Buffers）
• 光柵化（Rasterisation）

原件

原件包括點(diǎn),、線,、三角形。有的OpeGL版本還包括四邊形,，但在OpenGL ES（見文末說明）中只有這三種原件,。

緩沖區(qū)

包括三個概念：

• 幀緩沖區(qū)（Frame Buffers）
• 渲染緩沖區(qū)（Render Buffers）
• 緩沖區(qū)對象（Buffer Objects）

幀緩沖區(qū)是GL儲存渲染結(jié)果的地方。它可以包含多個圖像,，也就是包含多個渲染緩沖區(qū),。

渲染緩沖區(qū)就是一個圖像，例如顏色圖像,、深度圖像、模版圖像（決定每個位置是否可見的掩膜）等,。

緩沖區(qū)對象就是程序員提供給OpenGL的數(shù)據(jù),，分為結(jié)構(gòu)類和索引類的。 前者被稱為“數(shù)組緩沖區(qū)對象”或“頂點(diǎn)緩沖區(qū)對象”（“Array Buffer Object”或“Vertex Buffer Object”）,，即用來描述模型的數(shù)組,，如頂點(diǎn)數(shù)組、紋理數(shù)組等,； 后者被稱為“索引緩沖區(qū)對象”（“Index Buffer Object”）,，是對上述數(shù)組的索引。

光柵化

光柵化的過程就是根據(jù)緩沖區(qū)對象里提供的數(shù)據(jù)經(jīng)過渲染從3D模型得到2D圖像的過程,。 得到的2D圖像會根據(jù)幀緩沖區(qū)的配置來決定是直接送到屏幕顯示或是做別的用處,。

OpenGL的流水線

從2.0版本開始，OpenGL支持可編程的流水線,。也就是說,，程序員可以通過Shader（一種程序）來控制GPU渲染的過程,。 Shader分為Vertex Shader和Fragment Shader。這兩種Shader是成對出現(xiàn)的,，GPU先執(zhí)行前者,，后執(zhí)行后者。

Vertex Shader

Vertex Shader對于3D模型網(wǎng)格的每個頂點(diǎn)執(zhí)行一次,，主要是確定該頂點(diǎn)的最終位置,。 Vertex Shader還會準(zhǔn)備并輸出一些變量，傳給Fragment Shader使用,。

Fragment Shader

Fragment Shader對于最終得到的2D圖像的每個像素處理一次,。3D物體的表面最終顯示成什么樣將由它決定。 例如為模型的可見表面添加紋理,，處理光照,、陰影的影響等等，都在這里做,。Fragment Shader的輸出是一個RGBA格式的像素顏色值,。

OpenGL，OpenGL ES,，EGL和EAGL

OpenGL提供一組API,，各顯卡制造商和系統(tǒng)制造商來實(shí)現(xiàn)這組API。OpenGL ES (Embedded System)是OpenGL的嵌入式系統(tǒng)版本,，用于手機(jī)等移動設(shè)備,。 可以簡單認(rèn)為OpenGL ES是OpenGL的一個子集。

EGL是另外一組API,，主要由系統(tǒng)制造商實(shí)現(xiàn),。它負(fù)責(zé)OpenGL和原生窗口系統(tǒng)之間的接口，用于把OpenGL渲染的結(jié)果顯示在屏幕上,。 EAGL是Apple公司對EGL做了修改,，自己實(shí)現(xiàn)的一套屏幕顯示接口，一般只用于iOS和OS X系統(tǒng)中,。

OpenGL圖示

最后,，給出一幅包含上面這些概念的圖。

最近在做用OpenGL顯示YUV數(shù)據(jù)的工作,。完成之后,，決定將學(xué)到的東西整理總結(jié)一下。 在探索OpenGL的過程中,，一篇英文的tutorial讓我受益匪淺,。 我自己的總結(jié)也將主要取材于此。那篇tutorial的作者是個巴西人，其英文雖然語法不甚精湛,，但文章可讀性極好,。 如果你英文還可以，強(qiáng)烈推薦讀原文,，比我這總結(jié)有用多了,。

本文主要介紹OpenGL的基本概念。

OpenGL的組成

OpenGL主要包括三個要素：

• 原件（Primitives）
• 緩沖區(qū)（Buffers）
• 光柵化（Rasterisation）

原件

原件包括點(diǎn),、線,、三角形。有的OpeGL版本還包括四邊形,，但在OpenGL ES（見文末說明）中只有這三種原件,。

緩沖區(qū)

包括三個概念：

• 幀緩沖區(qū)（Frame Buffers）
• 渲染緩沖區(qū)（Render Buffers）
• 緩沖區(qū)對象（Buffer Objects）

幀緩沖區(qū)是GL儲存渲染結(jié)果的地方。它可以包含多個圖像,，也就是包含多個渲染緩沖區(qū),。

渲染緩沖區(qū)就是一個圖像，例如顏色圖像,、深度圖像,、模版圖像（決定每個位置是否可見的掩膜）等。

緩沖區(qū)對象就是程序員提供給OpenGL的數(shù)據(jù),，分為結(jié)構(gòu)類和索引類的,。 前者被稱為“數(shù)組緩沖區(qū)對象”或“頂點(diǎn)緩沖區(qū)對象”（“Array Buffer Object”或“Vertex Buffer Object”），即用來描述模型的數(shù)組,，如頂點(diǎn)數(shù)組,、紋理數(shù)組等； 后者被稱為“索引緩沖區(qū)對象”（“Index Buffer Object”）,，是對上述數(shù)組的索引,。

光柵化

光柵化的過程就是根據(jù)緩沖區(qū)對象里提供的數(shù)據(jù)經(jīng)過渲染從3D模型得到2D圖像的過程。 得到的2D圖像會根據(jù)幀緩沖區(qū)的配置來決定是直接送到屏幕顯示或是做別的用處,。

OpenGL的流水線

從2.0版本開始,，OpenGL支持可編程的流水線。也就是說,，程序員可以通過Shader（一種程序）來控制GPU渲染的過程。 Shader分為Vertex Shader和Fragment Shader,。這兩種Shader是成對出現(xiàn)的,，GPU先執(zhí)行前者，后執(zhí)行后者,。

Vertex Shader

Vertex Shader對于3D模型網(wǎng)格的每個頂點(diǎn)執(zhí)行一次,，主要是確定該頂點(diǎn)的最終位置。 Vertex Shader還會準(zhǔn)備并輸出一些變量,，傳給Fragment Shader使用,。

Fragment Shader

Fragment Shader對于最終得到的2D圖像的每個像素處理一次,。3D物體的表面最終顯示成什么樣將由它決定。 例如為模型的可見表面添加紋理,，處理光照,、陰影的影響等等，都在這里做,。Fragment Shader的輸出是一個RGBA格式的像素顏色值,。

OpenGL，OpenGL ES,，EGL和EAGL

OpenGL提供一組API,，各顯卡制造商和系統(tǒng)制造商來實(shí)現(xiàn)這組API。OpenGL ES (Embedded System)是OpenGL的嵌入式系統(tǒng)版本,，用于手機(jī)等移動設(shè)備,。 可以簡單認(rèn)為OpenGL ES是OpenGL的一個子集。

EGL是另外一組API,，主要由系統(tǒng)制造商實(shí)現(xiàn),。它負(fù)責(zé)OpenGL和原生窗口系統(tǒng)之間的接口，用于把OpenGL渲染的結(jié)果顯示在屏幕上,。 EAGL是Apple公司對EGL做了修改,，自己實(shí)現(xiàn)的一套屏幕顯示接口，一般只用于iOS和OS X系統(tǒng)中,。

OpenGL圖示

最后,，給出一幅包含上面這些概念的圖。