opengl遊戲編程?在開始這段旅程之前我們先了解一下OpenGL到底是什麼一般它被認為是一個API(Application Programming Interface, 應用程序編程接口)，包含了一系列可以操作圖形、圖像的函數然而，OpenGL本身并不是一個API，它僅僅是一個由Khronos組織制定并維護的規範(Specification)，今天小編就來聊一聊關于opengl遊戲編程?接下來我們就一起去研究一下吧!

opengl遊戲編程

在開始這段旅程之前我們先了解一下OpenGL到底是什麼。一般它被認為是一個API(Application Programming Interface, 應用程序編程接口)，包含了一系列可以操作圖形、圖像的函數。然而，OpenGL本身并不是一個API，它僅僅是一個由Khronos組織制定并維護的規範(Specification)。

OpenGL規範嚴格規定了每個函數該如何執行，以及它們的輸出值。至于内部具體每個函數是如何實現(Implement)的，将由OpenGL庫的開發者自行決定（譯注：這裡開發者是指編寫OpenGL庫的人）。因為OpenGL規範并沒有規定實現的細節，具體的OpenGL庫允許使用不同的實現，隻要其功能和結果與規範相匹配（亦即，作為用戶不會感受到功能上的差異）。

實際的OpenGL庫的開發者通常是顯卡的生産商。你購買的顯卡所支持的OpenGL版本都為這個系列的顯卡專門開發的。當你使用Apple系統的時候，OpenGL庫是由Apple自身維護的。在Linux下，有顯卡生産商提供的OpenGL庫，也有一些愛好者改編的版本。這也意味着任何時候OpenGL庫表現的行為與規範規定的不一緻時，基本都是庫的開發者留下的bug。

由于OpenGL的大多數實現都是由顯卡廠商編寫的，當産生一個bug時通常可以通過升級顯卡驅動來解決。這些驅動會包括你的顯卡能支持的最新版本的OpenGL，這也是為什麼總是建議你偶爾更新一下顯卡驅動。

所有版本的OpenGL規範文檔都被公開的寄存在Khronos那裡。有興趣的讀者可以找到OpenGL3.3（我們将要使用的版本）的規範文檔。如果你想深入到OpenGL的細節（隻關心函數功能的描述而不是函數的實現），這是個很好的選擇。如果你想知道每個函數具體的運作方式，這個規範也是一個很棒的參考。

早期的OpenGL使用立即渲染模式（Immediate mode，也就是固定渲染管線），這個模式下繪制圖形很方便。OpenGL的大多數功能都被庫隐藏起來，開發者很少有控制OpenGL如何進行計算的自由。而開發者迫切希望能有更多的靈活性。随着時間推移，規範越來越靈活，開發者對繪圖細節有了更多的掌控。立即渲染模式确實容易使用和理解，但是效率太低。因此從OpenGL3.2開始，規範文檔開始廢棄立即渲染模式，并鼓勵開發者在OpenGL的核心模式(Core-profile)下進行開發，這個分支的規範完全移除了舊的特性。

當使用OpenGL的核心模式時，OpenGL迫使我們使用現代的函數。當我們試圖使用一個已廢棄的函數時，OpenGL會抛出一個錯誤并終止繪圖。現代函數的優勢是更高的靈活性和效率，然而也更難于學習。立即渲染模式從OpenGL實際運作中抽象掉了很多細節，因此它在易于學習的同時，也很難讓人去把握OpenGL具體是如何運作的。現代函數要求使用者真正理解OpenGL和圖形編程，它有一些難度，然而提供了更多的靈活性，更高的效率，更重要的是可以更深入的理解圖形編程。

這也是為什麼我們的教程面向OpenGL3.3的核心模式。雖然上手更困難，但這份努力是值得的。

現今，更高版本的OpenGL已經發布（寫作時最新版本為4.5），你可能會問：既然OpenGL 4.5 都出來了，為什麼我們還要學習OpenGL 3.3？答案很簡單，所有OpenGL的更高的版本都是在3.3的基礎上，引入了額外的功能，并沒有改動核心架構。新版本隻是引入了一些更有效率或更有用的方式去完成同樣的功能。因此，所有的概念和技術在現代OpenGL版本裡都保持一緻。當你的經驗足夠，你可以輕松使用來自更高版本OpenGL的新特性。

當使用新版本的OpenGL特性時，隻有新一代的顯卡能夠支持你的應用程序。這也是為什麼大多數開發者基于較低版本的OpenGL編寫程序，并隻提供選項啟用新版本的特性。

在有些教程裡你會看見更現代的特性，它們同樣會以這種紅色注釋方式标明。

OpenGL的一大特性就是對擴展(Extension)的支持，當一個顯卡公司提出一個新特性或者渲染上的大優化，通常會以擴展的方式在驅動中實現。如果一個程序在支持這個擴展的顯卡上運行，開發者可以使用這個擴展提供的一些更先進更有效的圖形功能。通過這種方式，開發者不必等待一個新的OpenGL規範面世，就可以使用這些新的渲染特性了，隻需要簡單地檢查一下顯卡是否支持此擴展。通常，當一個擴展非常流行或者非常有用的時候，它将最終成為未來的OpenGL規範的一部分。

使用擴展的代碼大多看上去如下：

if(GL_ARB_extension_name) { // 使用硬件支持的全新的現代特性 } else { // 不支持此擴展: 用舊的方式去做 }

使用OpenGL3.3時，我們很少需要使用擴展來完成大多數功能，當需要的時候，本教程将提供适當的指示。

OpenGL自身是一個巨大的狀态機(State Machine)：一系列的變量描述OpenGL此刻應當如何運行。OpenGL的狀态通常被稱為OpenGL上下文(Context)。我們通常使用如下途徑去更改OpenGL狀态：設置選項，操作緩沖。最後，我們使用當前OpenGL上下文來渲染。

假設當我們想告訴OpenGL去畫線段而不是三角形的時候，我們通過改變一些上下文變量來改變OpenGL狀态，從而告訴OpenGL如何去繪圖。一旦我們改變了OpenGL的狀态為繪制線段，下一個繪制命令就會畫出線段而不是三角形。

當使用OpenGL的時候，我們會遇到一些狀态設置函數(State-changing Function)，這類函數将會改變上下文。以及狀态使用函數(State-using Function)，這類函數會根據當前OpenGL的狀态執行一些操作。隻要你記住OpenGL本質上是個大狀态機，就能更容易理解它的大部分特性。

OpenGL庫是用C語言寫的，同時也支持多種語言的派生，但其内核仍是一個C庫。由于C的一些語言結構不易被翻譯到其它的高級語言，因此OpenGL開發的時候引入了一些抽象層。“對象(Object)”就是其中一個。

在OpenGL中一個對象是指一些選項的集合，它代表OpenGL狀态的一個子集。比如，我們可以用一個對象來代表繪圖窗口的設置，之後我們就可以設置它的大小、支持的顔色位數等等。可以把對象看做一個C風格的結構體(Struct)：

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

在更新前的教程中一直使用的都是OpenGL的基本類型，但由于作者覺得在本教程系列中并沒有一個必須使用它們的原因，所有的類型都改為了自帶類型。但是請仍然記住，使用OpenGL的類型的好處是保證了在各平台中每一種類型的大小都是統一的。你也可以使用其它的定寬類型(Fixed-width Type)來實現這一點。

當我們使用一個對象時，通常看起來像如下一樣（把OpenGL上下文看作一個大的結構體）：

// OpenGL的狀态 struct OpenGL_Context { ... object* object_Window_Target; ... };

// 創建對象 unsigned int objectId = 0; glGenObject(1, &objectId); // 綁定對象至上下文 glBindObject(GL_WINDOW_TARGET, objectId); // 設置當前綁定到 GL_WINDOW_TARGET 的對象的一些選項 glSetObjectOption(GL_WINDOW_TARGET, GL_OPTION_WINDOW_WIDTH, 800); glSetObjectOption(GL_WINDOW_TARGET, GL_OPTION_WINDOW_HEIGHT, 600); // 将上下文對象設回默認 glBindObject(GL_WINDOW_TARGET, 0);

這一小段代碼展現了你以後使用OpenGL時常見的工作流。我們首先創建一個對象，然後用一個id保存它的引用（實際數據被儲存在後台）。然後我們将對象綁定至上下文的目标位置（例子中窗口對象目标的位置被定義成GL_WINDOW_TARGET）。接下來我們設置窗口的選項。最後我們将目标位置的對象id設回0，解綁這個對象。設置的選項将被保存在objectId所引用的對象中，一旦我們重新綁定這個對象到GL_WINDOW_TARGET位置，這些選項就會重新生效。

目前提供的示例代碼隻是OpenGL如何操作的一個大緻描述，通過閱讀以後的教程你會遇到很多實際的例子。

使用對象的一個好處是在程序中，我們不止可以定義一個對象，并設置它們的選項，每個對象都可以是不同的設置。在我們執行一個使用OpenGL狀态的操作的時候，隻需要綁定含有需要的設置的對象即可。比如說我們有一些作為3D模型數據（一棟房子或一個人物）的容器對象，在我們想繪制其中任何一個模型的時候，隻需綁定一個包含對應模型數據的對象就可以了（當然，我們需要先創建并設置對象的選項）。擁有數個這樣的對象允許我們指定多個模型，在想畫其中任何一個的時候，直接将對應的對象綁定上去，便不需要再重複設置選項了。

你現在已經知道一些OpenGL的相關知識了，OpenGL規範和庫，OpenGL幕後大緻的運作流程，以及OpenGL使用的一些傳統技巧。不要擔心你還沒有完全消化它們，後面的教程我們會仔細地講解每一個步驟，你會通過足夠的例子來真正掌握OpenGL。下一篇我們将新建一個窗口用來做我們以後的基礎。

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