OpenGL渲染引擎-设计与实践

OpenGL渲染引擎-设计与实践 学习地址1：https://pan.baidu.com/s/1BTM5PjAAOpeQFP-a5IO0VA 提取码：p9bg 学习地址2：https://share.weiyun.com/ZgSMB098 密码：in4rmz OpenGL（Open Graphics Library）是一个跨平台、跨语言的图形编程接口（API）。它被广泛用于实现2D和3D图形渲染，并且是许多应用程序、游戏和网页浏览器的核心组件。 一、OpenGL的主要特性 1. 低层次的渲染 API：OpenGL 提供了直接与图形硬件进行交互的能力。这使得它非常强大，因为它可以充分利用图形处理器（GPU）的性能。然而，这也意味着使用 OpenGL 需要对计算机图形学有深入的理解。 2. 状态机：OpenGL 是一个状态机，这意味着你可以通过一系列的函数调用来改变它的内部状态，然后这些状态会影响后续的渲染操作。 3. 可扩展性：OpenGL 的一个重要特性是它的可扩展性。硬件制造商可以为他们的硬件特性定义新的 OpenGL 函数和参数。这些扩展可以通过 OpenGL 的扩展机制被查询和使用。 4. 跨平台和跨语言：OpenGL 可以在所有主要的操作系统（如 Windows、macOS 和 Linux）上运行，并且有各种编程语言的绑定，包括 C、C++、Python、Java 和许多其他语言。 5. 显示列表和着色器：OpenGL 提供了两种主要的方式来指定如何渲染图形。一种是通过使用显示列表来指定一系列的顶点和参数。另一种是通过使用着色器，这是一种在 GPU 上运行的小程序，可以控制图形的最终颜色和位置。 二、OpenGL 设计结构 如果用一句话来描述 OpenGL 的话,我想应该是基于C/S结构设计的模板模式(设计模式里的那个);在 图形渲染管线 这节,主要介绍的是其模板设计,在 OpenGL 里我们称之为 PipeLine;在 C/S结构 这节,则介绍 OpenGL C/S 结构给 OpenGL 带来的一些对于初学者看起来可能觉得奇奇怪怪的东西. 三、核心模式与立即渲染模式： 早期OpenGL使用立即渲染（Immediate mode,也就是固定渲染管线）容易使用和理解，但是效率太低。从OpenGL3.2开始废弃立即渲染模式，鼓励使用核心模式（Core-profile)。 核心模式：要求使用者真正理解OpenGL和图形编程，有一些难度，然而提供了更多的灵活性，更高的效率，可以更深入理解图形编程。 扩展： OpenGL的一大特性就是对扩展（Extension)的支持，当一个显卡公司提出一个新特性或者渲染上的大优化，通常会以扩展的方式在驱动中实现。 状态机： OpenGL自身是一个巨大的状态机(State Machine)：一系列的变量描述OpenGL此刻应当如何运行。OpenGL的状态通常被称为OpenGL上下文(Context)。我们通常使用如下途径去更改OpenGL状态：设置选项，操作缓冲。最后，我们使用当前OpenGL上下文来渲染。 四、OpenGL和DirectX哪个好 选择OpenGL还是DirectX取决于你的具体需求和目标平台。 OpenGL的优点包括： 成为绘图引擎的标准，绘图质量高，编程相对复杂但上手简单，适合追求完美的绘图精确度。 跨平台支持，可以在多个操作系统上使用，包括Windows、Linux和Mac等。 易于学习和使用，特别是对于初学者来说，OpenGL的C语言接口相对简单。 提供了各种辅助库，可以用于往其他设备上输出数据，如打印机。 向下兼容性好，高版本的OpenGL程序如果不使用新特性，可以容易地改用在低版本的机器上运行。 DirectX的优点包括： 专为游戏而生，绘图精度满足一般游戏的所需，包含了不少用来在游戏中处理其他数据的辅助库，包括声音数据、输入输出等。 主要使用C++编程语言，更适合利用面向对象的特性进行开发。 提供了一整套用于游戏开发的API，包括Direct3D用于3D图形渲染、Direct2D用于2D图形渲染等。 与Windows紧密相连，难以移植，但提供了强大且方便的IDE和GPU语言调试工具。 五、OpenGL就业前景 图形学基础知识本来就不多，而且没有太大变化，就是很多特效可能时不时出一个新论文，但实际变化不大。如果你单纯学点图形学会点opengl dx，就想很容易找到工作，那是不现实的：要每天都玩图形学，一般都进显卡公司，图形芯片研发，渲染架构算法验证，图形驱动开发，就比如基础的驱动开发，你至少要会写windows驱动，光学图形学肯定没用。 要做游戏，游戏引擎甚至需要的图形学知识很少，基础图形学完全足够，游戏引擎更着重的是全套工具链和细节性能优化，尤其是全套工具链，游戏开发需要很多各种功能，场景编辑 动画 骨骼 地形天空 基础特效光照粒子系统 资源管理 状态机行为树 性能监控调试 drawcall调试 格式转换导入 插件 脚本等等。游戏开发大部分都是体力活，除非是细节特效，可能需要图形学专业点写高性能shader。 从学习的角度来看，opengl有着足够好的教程，并且从上手难度来说opengl是比较好上手的，能够快速让你得到正反馈并且继续学下去。有了一定基础后续学习现代图形API也可以更快上手。 从就业的角度来看，opengl现在在就业市场上还是有着不少的岗位的。但是现代图形API是大势所趋，后续应该会有更多的岗位，如果为了就业学opengl没问题，不过最好也一边学习现代图形API