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文档简介

OpenGL 实现原理OpenGL是一套应用程序编程接口(API)，借助这个API我们开发人员就可以开发出对图形硬件具有访问的能力的程序。我们可以使用OpenGL开发出运行效率较高的图形程序或游戏，因为OpenGL非常接近底层硬件并且OpenGL使得我们不必去关注图形硬件的细节。既然我们开发人员不必关注图形硬件的细节，那么我们需要关注什么呢？我们需要关注OpenGL如何绘制，按照专业术语就是根据物体的规格参数及相关属性，借助虚拟照相机和光照生成一幅该物体的图像。OpenGL程序与平台是无关的，所以OpenGL API中不包含任何输入函数或窗口函数。OpenGL API是过程性的，不是描述性的，即OpenGL不是面向对象的，所以OpenGL无法利用面向对象的特性，例如重载，继承等，但是我们可以使用面向对象的程序与OpenGL的实现进行链接就可以了。作为开发人员来说，我们不需要去描述场景的性质和外观，而是去确定一些操作步骤，为些操作步骤是为实现一定图形或图像所服务的。我们在实现这些步骤时可以调用OpenGL中的一些命令，可以利用这些命令绘制点、直线、多边形或是其它图形，还可以调用这些命令实现光照、着色，动画等各种效果。OpenGL 软件实现OpenGL的实现可以是软件实现，也可以是硬件实现。软件实现是对OpengGL函数调用时作出的响应并创建二维或三维图像的函数库，那么硬件实现则是通过设置能够绘制图形或图像的图形卡驱动程序。一般来说，硬件实现要比软件实现快得多。我们都应该熟悉，在Windows上，是由图形设备接口将图形或图像显示在屏幕上或是其他显示设备上的。OpenGL的实现就软件实现来说，在Windows上会根据程序命令的要求，生成相应的图形或图像，然后会将这个图形或图像移交给图形设备接口，由图形设备接口将图形或是图像显示在我们的屏幕上或是其他显示设备。这样一说，我们可能会明白一点OpengGL原来是在应用程序和图形设备接口之间运作，但我感觉还不能准确地这样说。大家看下下面的图对OpenGL的工作原理可能会理解得更明白一点：图1 OpenGL软件模型上图是OpenGL的软件实现的工作原理。需要注意的是上图中的构造图形是通过软件进行构造的。OpenGl硬件实现OpenGL的硬件实现与软件实现稍微有些不同，硬件实现是将OpenGL的调用传递给硬件驱动程序，而硬件驱动程序不会将生成的图形或图像传递给图形设备接口，而是直接与显示设备通信，直接将图形或图像结果传递给显示器或其他显示设备。如下图所示：图2 OpenGL硬件模型OpenGL在绘制图形时是基于一个被称为流水线模型的模式。也就是说其中的几何图形在程序中通过描述空间位置或顶点来指定其形状并由程序生成，这些顶点在流经一系列模块时，每个模块在图形的基本组成部分（在这里称为图
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