目录 简介 入门 OpenGL 创建窗口 你好，窗口 你好，三角形 着色器 纹理 变换 坐标系统 摄像机 复习 光照 颜色 基础光照 材质 光照贴图 投光物 多光源 复习 模型加载 Assimp 网格 模型 高级OpenGL 深度测试 模板测试 混合 面剔除 帧缓冲 立方体贴图 高级数据 高级GLSL 几何着色器 实例化 抗锯齿 高级光照 高级光照 Gamma校正 阴影 阴影映射 点阴影 法线贴图 视差贴图 HDR 泛光 延迟着色法 SSAO PBR 理论 光照 IBL 漫反射辐照 镜面IBL 实战 调试 文本渲染 2D游戏 Breakout 准备工作 渲染精灵 关卡 碰撞 球 碰撞检测 碰撞处理 粒子 后期处理 道具 音效 渲染文本 结语 Guest Articles 2020 骨骼动画 2021 CSM 2022 区域光 历史存档 入门 OpenGL 创建窗口 你好，窗口 你好，三角形 着色器 纹理 变换 坐标系统 摄像机 复习 光照 颜色 基础光照 材质 光照贴图 投光物 多光源 复习 模型加载 Assimp 网格 模型 高级OpenGL 深度测试 模板测试 混合 面剔除 帧缓冲 立方体贴图 高级数据 高级GLSL 几何着色器 实例化 抗锯齿 高级光照 高级光照 Gamma校正 阴影 阴影映射 点阴影 法线贴图 视差贴图 HDR 泛光 延迟着色法 SSAO PBR 理论 光照 IBL 漫反射辐照 镜面IBL IBL 漫反射辐照 镜面IBL 实战 调试 文本渲染 2D游戏 Breakout 准备工作 渲染精灵 关卡 碰撞 球 碰撞检测 碰撞处理 粒子 后期处理 道具 音效 渲染文本 结语 2D游戏 Breakout 准备工作 渲染精灵 关卡 碰撞 球 碰撞检测 碰撞处理 粒子 后期处理 道具 音效 渲染文本 结语 Guest Articles 2020 骨骼动画 2021 CSM 2022 区域光 在开始这段旅程之前我们先了解一下OpenGL到底是什么。一般它被认为是一个API( Application Programming Interface , 应用程序编程接口)，包含了一系列可以操作图形、图像的函数。然而，OpenGL本身并不是一个API，它仅仅是一个由 Khronos组织 制定并维护的规范(Specification)。 OpenGL规范严格规定了每个函数该如何执行，以及它们的输出值。至于内部具体每个函数是如何实现(Implement)的，将由OpenGL库的开发者自行决定（译注：这里开发者是指编写OpenGL库的人）。因为OpenGL规范并没有规定实现的细节，具体的OpenGL库允许使用不同的实现，只要其功能和结果与规范相匹配（亦即，作为用户不会感受到功能上的差异）。 实际的OpenGL库的开发者通常是显卡的生产商。你购买的显卡所支持的OpenGL版本都为这个系列的显卡专门开发的。当你使用Apple系统的时候，OpenGL库是由Apple自身维护的。在Linux下，有显卡生产商提供的OpenGL库，也有一些爱好者改编的版本。这也意味着任何时候OpenGL库表现的行为与规范规定的不一致时，基本都是库的开发者留下的bug。 由于OpenGL的大多数实现都是由显卡厂商编写的，当产生一个bug时通常可以通过升级显卡驱动来解决。这些驱动会包括你的显卡能支持的最新版本的OpenGL，这也是为什么总是建议你偶尔更新一下显卡驱动。 所有版本的OpenGL规范文档都被公开的寄存在Khronos那里。有兴趣的读者可以找到OpenGL3.3（我们将要使用的版本）的 规范文档 。如果你想深入到OpenGL的细节（只关心函数功能的描述而不是函数的实现），这是个很好的选择。如果你想知道每个函数 具体的 运作方式，这个规范也是一个很棒的参考。 早期的OpenGL使用 立即渲染模式 （Immediate mode，也就是 固定渲染管线 ），这个模式下绘制图形很方便。OpenGL的大多数功能都被库隐藏起来，开发者很少有控制OpenGL如何进行计算的自由。而开发者迫切希望能有更多的灵活性。随着时间推移，规范越来越灵活，开发者对绘图细节有了更多的掌控。立即渲染模式确实容易使用和理解，但是效率太低。因此从OpenGL3.2开始，规范文档开始废弃立即渲染模式，并鼓励开发者在OpenGL的 核心模式 (Core-profile)下进行开发，这个分支的规范完全移除了旧的特性。 当使用OpenGL的核心模式时，OpenGL迫使我们使用现代的函数。当我们试图使用一个已废弃的函数时，OpenGL会抛出一个错误并终止绘图。现代函数的优势是更高的灵活性和效率，然而也更难于学习。立即渲染模式从OpenGL 实际 运作中抽象掉了很多细节，因此它在易于学习的同时，也很难让人去把握OpenGL具体是如何运作的。现代函数要求使用者真正理解OpenGL和图形编程，它有一些难度，然而提供了更多的灵活性，更高的效率，更重要的是可以更深入的理解图形编程。 这也是为什么我们的教程面向OpenGL3.3的核心模式。虽然上手更困难，但这份努力是值得的。 现今，更高版本的OpenGL已经发布（写作时最新版本为4.5），你可能会问：既然OpenGL 4.5 都出来了，为什么我们还要学习OpenGL 3.3？答案很简单，所有OpenGL的更高的版本都是在3.3的基础上，引入了额外的功能，并没有改动核心架构。新版本只是引入了一些更有效率或更有用的方式去完成同样的功能。因此，所有的概念和技术在现代OpenGL版本里都保持一致。当你的经验足够，你可以轻松使用来自更高版本OpenGL的新特性。

当使用新版本的OpenGL特性时，只有新一代的显卡能够支持你的应用程序。这也是为什么大多数开发者基于较低版本的OpenGL编写程序，并只提供选项启用新版本的特性。 在有些教程里你会看见更现代的特性，它们同样会以这种红色注释方式标明。 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。如果一个程序在支持这个扩展的显卡上运行，开发者可以使用这个扩展提供的一些更先进更有效的图形功能。通过这种方式，开发者不必等待一个新的OpenGL规范面世，就可以使用这些新的渲染特性了，只需要简单地检查一下显卡是否支持此扩展。通常，当一个扩展非常流行或者非常有用的时候，它将最终成为未来的OpenGL规范的一部分。 使用扩展的代码大多看上去如下： 使用OpenGL3.3时，我们很少需要使用扩展来完成大多数功能，当需要的时候，本教程将提供适当的指示。 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。 假设当我们想告诉OpenGL去画线段而不是三角形的时候，我们通过改变一些上下文变量来改变OpenGL状态，从而告诉OpenGL如何去绘图。一旦我们改变了OpenGL的状态为绘制线段，下一个绘制命令就会画出线段而不是三角形。 当使用OpenGL的时候，我们会遇到一些 状态设置 函数(State-changing Function)，这类函数将会改变上下文。以及 状态使用 函数(State-using Function)，这类函数会根据当前OpenGL的状态执行一些操作。只要你记住OpenGL本质上是个大状态机，就能更容易理解它的大部分特性。 OpenGL库是用C语言写的，同时也支持多种语言的派生，但其内核仍是一个C库。由于C的一些语言结构不易被翻译到其它的高级语言，因此OpenGL开发的时候引入了一些抽象层。“对象(Object)”就是其中一个。 在OpenGL中一个 对象 是指一些选项的集合，它代表OpenGL状态的一个子集。比如，我们可以用一个对象来代表绘图窗口的设置，之后我们就可以设置它的大小、支持的颜色位数等等。可以把对象看做一个C风格的结构体(Struct)： 在更新前的教程中一直使用的都是OpenGL的基本类型，但由于作者觉得在本教程系列中并没有一个必须使用它们的原因，所有的类型都改为了自带类型。但是请仍然记住，使用OpenGL的类型的好处是保证了在各平台中每一种类型的大小都是统一的。你也可以使用其它的定宽类型(Fixed-width Type)来实现这一点。 当我们使用一个对象时，通常看起来像如下一样（把OpenGL上下文看作一个大的结构体）： 这一小段代码展现了你以后使用OpenGL时常见的工作流。我们首先创建一个对象，然后用一个id保存它的引用（实际数据被储存在后台）。然后我们将对象绑定至上下文的目标位置（例子中窗口对象目标的位置被定义成 GL_WINDOW_TARGET ）。接下来我们设置窗口的选项。最后我们将目标位置的对象id设回0，解绑这个对象。设置的选项将被保存在 objectId 所引用的对象中，一旦我们重新绑定这个对象到 GL_WINDOW_TARGET 位置，这些选项就会重新生效。 目前提供的示例代码只是OpenGL如何操作的一个大致描述，通过阅读以后的教程你会遇到很多实际的例子。 使用对象的一个好处是在程序中，我们不止可以定义一个对象，并设置它们的选项，每个对象都可以是不同的设置。在我们执行一个使用OpenGL状态的操作的时候，只需要绑定含有需要的设置的对象即可。比如说我们有一些作为3D模型数据（一栋房子或一个人物）的容器对象，在我们想绘制其中任何一个模型的时候，只需绑定一个包含对应模型数据的对象就可以了（当然，我们需要先创建并设置对象的选项）。拥有数个这样的对象允许我们指定多个模型，在想画其中任何一个的时候，直接将对应的对象绑定上去，便不需要再重复设置选项了。 你现在已经知道一些OpenGL的相关知识了，OpenGL规范和库，OpenGL幕后大致的运作流程，以及OpenGL使用的一些传统技巧。不要担心你还没有完全消化它们，后面的教程我们会仔细地讲解每一个步骤，你会通过足够的例子来真正掌握OpenGL。如果你已经做好了开始下一步的准备，我们可以在 这里 开始创建OpenGL上下文以及我们的第一个窗口了。 opengl.org ：OpenGL官方网站。 OpenGL registry ：包含OpenGL各版本的规范和扩展。 请在下面输入你要搜索的文本（仅支持英文）：