OpenGL ES

OpenGL ES

什么是 OpenGL ES？

OpenGL ES（OpenGL for Embedded Systems）是 OpenGL 三维图形API的子集，针对手机、PDA和游戏主机等嵌入式设备而设计，各显卡制造商和系统制造商来实现这组 API。

OpenGL 基本概念

因为 OpenGL ES 是 OpenGL 的一个子集，所以下面就主要介绍一些有关 OpenGL 的一些基本概念。

OpenGL 的结构可以从逻辑上划分为下面 3 个部分：

• 图元（Primitives）
• 缓冲区（Buffers）
• 光栅化（Rasterize）

图元（Primitives）

在 OpenGL 的世界里，我们只能画点、线、三角形这三种基本图形，而其它复杂的图形都可以通过三角形来组成。所以这里的图元指的就是这三种基础图形：

• 点：点存在于三维空间，坐标用（x,y,z）表示。
• 线：由两个三维空间中的点组成。
• 三角形：由三个三维空间的点组成。

缓冲区（Buffers）

OpenGL 中主要有 3 种 Buffer：

• 帧缓冲区（Frame Buffers） 帧缓冲区：这个是存储OpenGL 最终渲染输出结果的地方，它是一个包含多个图像的集合，例如颜色图像、深度图像、模板图像等。

• 渲染缓冲区（Render Buffers） 渲染缓冲区：渲染缓冲区就是一个图像，它是 Frame Buffer 的一个子集。

• 缓冲区对象（Buffer Objects） 缓冲区对象就是程序员输入到 OpenGL 的数据，分为结构类和索引类的。前者被称为“数组缓冲区对象”或“顶点缓冲区对象”（“Array Buffer Object”或“Vertex Buff er Object”），即用来描述模型的数组，如顶点数组、纹理数组等； 后者被称为“索引缓冲区对象”（“Index Buffer Object”），是对上述数组的索引。

光栅化（Rasterize）

在介绍光栅化之前，首先来补充 OpenGL 中的两个非常重要的概念：

• 顶点(Vertex) 就是图形中顶点，一系列的顶点就围成了一个图形。
• 片元(Fragment) 是三维空间的点、线、三角形这些基本图元映射到二维平面上的映射区域，通常一个 Fragment 对应于屏幕上的一个像素，但高分辨率的屏幕可能会用多个像素点映射到一个 Fragment，以减少 GPU 的工作。

而光栅化是把点、线、三角形映射到屏幕上的像素点的过程。

着色器程序（Shader）

Shader 用来描述如何绘制（渲染），GLSL 是 OpenGL 的编程语言，全称 OpenGL Shader Language，它的语法类似于 C 语言。OpenGL 渲染需要两种 Shader：Vertex Shader 和 Fragment Shader。

• 顶点着色器(Vertex Shader) 对于3D模型网格的每个顶点执行一次，主要是确定该顶点的最终位置。
• 片元着色器(Fragment Shader) 对光栅化之后2D图像中的每个像素处理一次。3D物体的表面最终显示成什么样将由它决定，例如为模型的可见表面添加纹理，处理光照、阴影的影响等等。

OpenGL 流水线

OpenGL 中有两种流水线，一种是固定流水线，另外一种则是可编程流水线。

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其中，OpenGL 1.0 版本支持固定流水线。

从OpenGL 2.0版本开始，OpenGL支持可编程的流水线。也就是说，程序员可以通过Shader（一种程序）来控制GPU渲染的过程。