学习OpenglES大概一个月的时间了，现在回头复习下，顺便写点东西整理下知识。刚开始学的时候一头雾水，磕磕绊绊将就学下来，学OpenglES最重要的就是对概念和流程的理解了，要是直接拿代码去学，根本啥都看不懂。对于第二遍的学习，记录下自己的理解，方便大家交流和自己理解。

简介

        简介这不多写了，百度好多，简单的来说Opengl是一种跨平台的编程语言。可以对图形硬件设备访问的软件库，显卡基本都支持Opengl，可能有些版本的不同。OpenglES是针对移动设备，手机游戏机等。OpenglES可以用于绘制3D图形，提高渲染效率，图像的处理。

CPU和GPU

        OpenglES主要通过GPU绘制图形，下面是CPU和GPU的架构图，绿色的为运算单元，黄色为控制单元，红色是缓存。

        CPU和GPU它们分别针对了两种不同的应用场景。CPU需要很强的通用性来处理各种不同的数据类型，同时又要逻辑判断又会引入大量的分支跳转和中断的处理。这些都使得CPU的内部结构异常复杂。而GPU面对的则是类型高度统一的、相互无依赖的大规模数据和不需要被打断的纯净的计算环境。

        GPU采用了数量众多的计算单元和超长的流水线，但只有非常简单的控制逻辑并省去了Cache。而CPU不仅被Cache占据了大量空间，而且还有有复杂的控制逻辑和诸多优化电路，相比之下计算能力只是CPU很小的一部分

opengl的渲染流程

        这里不具体写OpenglES如何编写，先介绍大体的流程和用处，OpenglES目前分为三个版本，OpenglES1.0（固定管线），2.0（可编程管线），3.0（在2.0的基础上扩展），这里我用的是2.0。

        图形渲染的基本单位就是点，两个点之间用点渲染成线，三个点之间渲染成面，一个面就是由一个或多个三角形组成，3D物体就是由许许多多的三角形拼接而成。渲染完图形的框架后，可以在每个点上添加颜色，或者加上图片对应点的颜色，看起来就是一个完整的物体了。在绘制时，简单的图形我们可以自己定义，复杂的需要用工具导出数据，这些数据包括顶点信息、纹理信息、法线信息，这里的法线是用来做光照效果的，就算漫反射也是由无数个镜面反射组成的，法线就是用来计算反射角，这样的计算是由系统来做的。

        关于3D，我们的手机是一个平面，所看的3D效果是由数据经过一系列的矩阵变换，投影到平面上展示的。移动、平移、缩放，矩阵的变换是不可缺少的。

        图像顶点数据到显示结果有几个大体的过程

顶点数据：buffer是放置数据的地方，老外起的名字

顶点着色器：顶点数据传递给着色器，着色器通过glsl对顶点进行编辑

顶点变换：顶点数据有时需要矩阵变换

图元装配：顶点信息根据画图的需要，将一些点连接起来

光栅化：连接顶点的线段上用点拼接起来，三角形填充也用点

片元着色器：将所有的点通过片元着色器填充颜色或纹理图片

运用到的一些知识

        学了一个月感觉大体的流程还是比较清楚地，像大多数的程序语言一样，语法不是重点，想要绘制好看的东西，还是要靠自己的思考和勤加练习。

        glsl（Opengl shading language ）着色器语言，在工程里单独建立的一个文件，通过程序加载到opengl的执行程序里，分顶点着色器和片元着色器，可以操作片元的位置和颜色，大多数情况下都要依靠这两个文件，通过变量传递给着色器，在里面编写位置的变化，矩阵相称，纹理取值等。

坐标系，物体坐标系：起初的坐标系和世界坐标系是重叠的，物体移动后坐标系原点也会跟着移动。

                惯性坐标系：物体坐标系原点起，坐标轴平行于世界坐标系。

                世界坐标系：在空间中建立起的坐标系，默认原点在屏幕的正中央，x轴向右，y向上，z向屏幕外。

                观察者坐标系：原点起，x轴和y轴和世界坐标系一致，z轴相反（向屏幕里面）。FOV是视角的大小，NEAR PLANE是近平面，FAR PLANE是远平面，物体只有在两个平面之间的椎体内，才能被看见。

向量和矩阵，在opengl中向量都是列向量（向量的书写都是从上往下），所以我们会看到在着色器中会用矩阵乘以向量，如果反过来向量乘以矩阵，是没有意义的。在文章中我们看到的向量横着写，是为了方便书写。矩阵也是特殊的向量，如果我们把一个矩阵的每一行看成一个向量

1，0，0        x轴

0，1，0        y轴

0，0，1        z轴 

那么这个矩阵三个向量组成的也就是（1，1，1），矩阵和向量的相乘其实也可以看成在每个轴缩放的倍数（这只是矩阵为对角线的），如果需要旋转，会用到cos和sin，具体的计算我不写了，脑补下围绕某个轴旋转后，每个向量的取值和角度的关系，不太难。

再说一个四维向量，我们绘制的是3D物体，只有三个轴，opengl中的四维向量很多，我们上面讲到，三阶矩阵和向量相乘，只能旋转缩放，如果移动嗯，这是时候就需要再加一个w（x，y，z，w），向量的w默认为1，这样矩阵就可以把移动的距离放在第四个w中，来举个例子，x轴移动1，y轴移动2，z轴移动3，那么矩阵就是

1，0，0，1 

0，1，0，2

0，0，1，3

0，0，0，1

向量的叉乘，同时垂直两个向量的向量，即c垂直于a，同时c垂直于b（a与c的夹角为90°，b与c的夹角为90°）

c =  a×b = （a.y*b.z-b.y*a.z , b.x*a.z-a.x*b.z  , a.x*b.y-b.x*a.y）

向量点乘，是一个向量和它在另一个向量上的投影的长度的乘积；是标量。

a * b = |a| * |b| * cosθ             |a|为向量长度