LearnOpenGL 笔记 - 入门 01 OpenGL

Posted 2023-02-26 芥末的无奈

系列文章目录

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文章目录

• 系列文章目录
• 1. 前言
• 2. OpenGL
• • 2.1 核心模式（Core-profile）与立即渲染模式（Immediate Mode）
  • 2.2 扩展
  • 2.3 状态机
  • 2.4 对象（Object）

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1. 前言

最近需要学习一些 OpenGL 的知识，以便更好的开展工作。此系列文章将纪录学习 OpenGL 过程中产生的笔记。

经过一番搜索，网上有非常多 OpenGL 的教程，最终决定按照 LearnOpenGL 教程进行学习，理由有：

1. 它有配套的代码，并且代码更新活跃。
2. 它有中文翻译。这一点可以提高学习的效率。
3. 它几乎涵盖了 OpenGL 所有的知识点，是一个完整的教程。

LearnOpenGL 相关资源：

• 英文版：https://learnopengl.com/
• 中文版：https://learnopengl-cn.github.io/
• 代码仓库：https://github.com/JoeyDeVries/LearnOpenGL

废话不多说，开始第一部分的内容，关于 OpenGL 的介绍。

2. OpenGL

• OpenGL 本身不是一个 API，它是由 Khronos 组织指定并维护的规范
• OpenGL规范规定了每个函数的输入、输出。内部如何实现的，由开发者自己决定
• OpenGL 3.3 规范文档，想了解细节可以看规范文档

2.1 核心模式（Core-profile）与立即渲染模式（Immediate Mode）

• 早期 OpenGL 只有立即渲染模式，它容易使用和理解，大多数细节被掩藏，但缺少灵活性，效率太低
• 从 OpenGL 3.2 开始，规范文档开始废弃立即渲染模式，并鼓励使用核心模式
• 核心模式有更高的灵活性和效率，但也更难学习；它要求使用者真正理解 OpenGL 和图形编程

2.2 扩展

• OpenGL 一大特性是对扩展的支持。通过这种方式，开发者不必等待一个新的OpenGL规范面世。
• 使用扩展的代码大多如下：

 if(GL_ARB_extension_name)

    // 使用硬件支持的全新的现代特性

else

    // 不支持此扩展: 用旧的方式去做

2.3 状态机

• OpenGL 自身是一个巨大的状态机（State Machine）。OpenGL 状态通常被称为 OpenGL Context（上下文）
• 我们通常通过设置选项、操作缓冲来改变 OpenGL 的状态，并使用当前的上下文来渲染
• OpenGL 函数中，有一些是状态设置函数，这部分函数会改变上下文；还有一部分是状态使用函数，这类函数根据当前状态来执行一些操作
• OpenGL 本质上是一个大的状态机，记住这一点能够让你理解它大部分特性

2.4 对象（Object）

• OpenGL 中，对象是指一些选项的集合，它表示 OpenGL 状态的一个子集。可以把对象看成是一个 C 语言中的结构体：

struct object_name 
    float  option1;
    int    option2;
    char[] name;
;

• 把 OpenGL Context 看成一个很大的结构体，当我们使用对象时，其实是对这个大结构体做了某些操作，伪代码看起来像这样：

// OpenGL的状态
struct OpenGL_Context 
    ...
    object* object_Window_Target;
    ...     
;

static OpenGL_Context context;

void glGenObject(GLsizei n, GLuint * arrays)

	arrays = new GLuint[n];
	for(int i = 0; i < n; ++i)
	
		GLuint id = generateObjectId();
		createObjectWithId(id);
		arrays[i] = id;
	


void glBindObject(GLenum target, GLuint index)

	if(GL_WINDOW_TARGET == target)
		context->object_Window_Target = getObject(index);
	
	// ....


void glSetObjectOption(GLenum target, GLenum opt, GLuint value)

	if(target == GL_WINDOW_TARGET)
		setWindowOption(context->object_Window_Target, opt, value);
	
	// ....



// 创建对象
unsigned int objectId = 0;
glGenObject(1, &objectId);
// 绑定对象至上下文
glBindObject(GL_WINDOW_TARGET, objectId);
// 设置当前绑定到 GL_WINDOW_TARGET 的对象的一些选项
glSetObjectOption(GL_WINDOW_TARGET, GL_OPTION_WINDOW_WIDTH, 800);
glSetObjectOption(GL_WINDOW_TARGET, GL_OPTION_WINDOW_HEIGHT, 600);
// 将上下文对象设回默认
glBindObject(GL_WINDOW_TARGET, 0);

• OpengGL 常见工作流：
  1. 创建对象，使用 id 保持它的引用
  2. 将对象绑定至上下文的目标位置
  3. 设置该对象的属性
  4. 最后将该目标位置 id 设置回 0，解除对象的绑定
• 通过上述工作流操作后，设置的选项保存在 id 所引用的对象，一旦我们重新绑定该对象，这些设置就会生效