OpenGL (Open Graphics Library)
用于渲染2D、3D矢量图形跨语言、跨平台的应用程序应用程序编程接口(API)。
OpenGL ES (OpenGL for Embedded Systems)
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设计的，去除了一些不必要和性能较低的API接口。
Directx
Windows系统上的多媒体处理框架，不是跨平台框架。它不是一个单纯的图形API，按照性质可以将它分为四个部分，显示部分、声音部分、输入部分和网络部分。
Metal
Apple为游戏开发者推出的新平台技术，该技术能够为 3D 图像提高10倍的渲染性能，并支持大家熟悉游戏引擎及公司。
OpenGL上下文(context)
在应用程序调用任何OpenGL指令之前，都需要先创建OpenGL上下文，这个上下文是一个非常庞大的状态机，用来保存OpenGL中的各种状态。
由于OpenGL上下文是一个巨大的状态机，切换上下文往往会产生较大的开销，但是不同的绘制模块，可能需要使⽤完全独立的状态机管理。因此，可以在应用程序中创建多个不同的上下文，在不同线程中使用不同的上下文，上下文之间共享纹理、缓冲区等资源。这样的方案，会比反复切换上下文，或者大量修改渲染状态，更加合理⾼效。
OpenGL 状态机
状态机是一种理论上的机器，可以接收状态，并根据当前状态进行输出。
类推到OpenGL中来,可以这么理解:
- OpenGL可以记录当前的状态（如当前使用的颜色，是否开启深度测试）
- OpenGL可以接收我们的输入，比如当我们调用glColor3f时，OpenGL接收到这个输入之后，把当前记录的颜色修改为我们传入的颜色。
- OpenGL可以进⼊停止状态，不再接收输入。在程序退出前，OpenGL总会先停⽌工作的。
渲染
将图形/图像数据转换成2D空间图像的操作叫做渲染(Rendering)。
顶点数组( VertexArray )和顶点缓冲区( VertexBuffer )
画图一般是先画好图像的骨架，然后再往⻣架里面填充颜色，这对于OpenGL也是一样的。顶点数据就是要画的图像的骨架，它记录着顶点的位置信息。开发者可以将这部分数据存储在内存当中，调用绘制方法的时候，直接由内存中传入，这部分数据被称为顶点数组。为了提高性能，可以提前分配一块显存，将顶点数据预先存入显存当中，这部分显存就被称为顶点缓冲区。
要点
在OpenGL ES中，有3种类型的图元：点、线、三⻆形。
顶点数组在内存中，顶点缓冲区在GPU显存中。
管线
在OpenGL下渲染图形,就会有经历一个一个节点。而这样的操作可以理解管线。就像流水线，每个任务按顺序执行。 管线是一个抽象的概念，之所以称之为管线是因为显卡在处理数据的时候是按照一个固定的顺序来的，而且严格按照这个顺序。
固定管线/存储着色器
在早期的OpenGL 版本，它封装了很多种着色器程序块，内置了一段包含了光照、坐标变换、裁剪等诸多功能的固定shader程序，来帮助开发者完成图形的渲染。 ⽽开发者只需要传入相应的参数,就能快速完成图形的渲染。类似于iOS开发会封装很多API，而我们只需要调用，就可以实现功能。不需要关注底层实现原理。
但是由于OpenGL的使用场景越来越丰富，固定管线或存储着色器无法完成每一个业务。这时将着色器部分功能开放成了可编程的。
着色器程序Shader
将固定渲染管线架构变为了可编程渲染管线。
OpenGL在实际调用绘制函数之前，还需要指定一个由shader编译成的着色器程序。常见的着色器主要有顶点着色器(VertexShader)，⽚段着色器(FragmentShader)/像素着色器(PixelShader)，几何着色器 (GeometryShader)，曲⾯细分着色器(TessellationShader)。⽚段着色器和像素着色器只是在OpenGL和DX中的不同叫法而已。可惜的是，直到 OpenGLES 3.0，依然只支持了顶点着色器和⽚段着色器这两个最基础的着⾊器。
在OpenGL进⾏绘制的时候，首先由顶点着色器对传入的顶点数据进行运算。再通过图元装配，将顶点转换为图元。然后进行光栅化，将图元这种⽮量图形，转换为栅格化数据。最后，将栅格化数据传入片段着色器中进行运算。⽚段着色器会对栅格化数据中的每一个像素进行运算，并决定像素的颜色。
顶点着色器程序VertexShader
一般用来处理图形每个顶点变换（旋转/平移/投影等）。
顶点着色器是OpenGL中⽤于计算顶点属性的程序。顶点着色器是逐顶点运算的程序，也就是说每个顶点数据都会执行一次顶点着色器，当然这是并行的，并且顶点着⾊器运算过程中无法访问其他顶点的数据。
一般来说典型的需要计算的顶点属性主要包括顶点坐标变换、逐顶点光照运算等等。顶点坐标由自身坐标系转换到归一化坐标系的运算，就是在这⾥发生的。
片元着色器程序 FragmentShader
一般⽤来处理图形中每个像素点颜色计算和填充。
⽚段着色器
OpenGL中⽤于计算⽚段(像素)颜色的程序。⽚段着色器是逐像素运算的，也就是说每个像素都会执行一次片段着色器，当然也是并⾏的。
GLSL (OpenGL Shading Language)
OpenGL着⾊语言(OpenGL Shading Language)是⽤来在OpenGL中着⾊编程的语言，也即开发人员写的短小的⾃定义程序，他们是在图形卡的GPU (Graphic Processor Unit图形处理单元)上执行的，代替了固定渲染管线的一部分，使渲染管线中不同层次具有可编程性。比如:视图转换、投影转换等。GLSL(GL Shading Language)的着色器代码分成2个部分: Vertex Shader(顶点着⾊器)和Fragment(⽚元着⾊器)
光栅化Rasterization
把物体的数学描述以及与物体相关的颜色信息转换为屏幕上⽤于对应位置的像素及用于填充像素的颜色，这个过程称为光栅化，这是一个将模拟信号转化为离散信号的过程。
光栅化就是把顶点数据转换为片元的过程。片元中的每一个元素对应于帧缓冲区中的一个像素。
该过程包含了两部分工作。第一部分工作：决定窗口坐标中的哪些整型栅格区域被基本图元占用；第二部分工作：分配一个颜色值和一个深度值到各个区域。光栅化 过程产生的是⽚元。
要点
1.光栅化就是把顶点数据转换为片元的过程。
2.该过程包含了两部分工作：
决定窗口坐标中的哪些整型栅格区域被基本图元占用
分配颜色值和深度值到各个区域
纹理
纹理可以理解为图片。在渲染图形时需要在其编码填充图片，为了使得场景更加逼真。而这⾥使用的图片，就是常说的纹理。在OpenGL中，我们更习惯叫纹理，而不是图片。
混合
在测试阶段之后，如果像素依然没有被剔除，那么像素的颜色将会和帧缓冲区中颜⾊附着上的颜色进行混合，混合的算法可以通过OpenGL的函数进行指定。但是OpenGL提供的混合算法是有限的，如果需要更加复杂的混合算法，一般可以通过像素着色器进行实现，当然性能会比原生的混合算法差一些。
矩阵
变换矩阵(Transformation）
例如图形想发生平移，缩放，旋转变换，就需要使用变换矩阵。
投影矩阵(Projection)
⽤于将3D坐标转换为二维屏幕坐标，实际上线条也将二维坐标下进行绘制。
渲染上屏/交换缓冲区(SwapBuffer)
渲染缓冲区⼀般映射的是系统的资源⽐如窗⼝。如果将图像直接渲染到窗口对应的渲染缓冲区，则可以将图像显示到屏幕上。
值得注意的是，如果每个窗⼝只有⼀个缓冲区，那么在绘制过程中屏幕进⾏了刷新，窗⼝可能显示出不完整的图像。
为了解决这个问题，常规的OpenGL程序⾄少都会有两个缓冲区。显示在屏幕上的称为屏幕缓冲区，没有显示的称为离屏缓冲区。在一个缓冲区渲染完成之后，通过将屏幕缓冲区和离屏缓冲区交换，实现图像在屏幕上显示。
由于显示器的刷新⼀般是逐⾏进⾏的，为了防⽌交换缓冲区的时候屏幕上下区域的图像分属于两个不同的帧，交换一般会等待显示器刷新完成的信号，在显示器两次刷新的间隔中进⾏交换，这个信号就被称为垂直同步信号，这个技术被称为垂直同步。
使用了双缓冲区和垂直同步技术之后，由于总是要等待缓冲区交换之后再进⾏下⼀帧的渲染，使得帧率无法完全达到硬件允许的最⾼⽔平。为了解决这个问题，引⼊了三缓冲区技术。在等待垂直同步时，来回交替渲染两个离屏的缓冲区，⽽垂直同步发生时，屏幕缓冲区和最近渲染完成的离屏缓冲区交换，实现充分利⽤硬件性能的⽬的。
要点
如果窗⼝只有⼀个缓冲区，若在绘制过程中屏幕进⾏了刷新，窗⼝可能显示出不完整的图像。为了解决这个问题，常规的OpenGL程序⾄少都会有两个缓冲区。
垂直同步：由于显示器的刷新⼀般是逐⾏进⾏的，为了防⽌交换缓冲区的时候屏幕上下区域的图像分属于两个不同的帧，交换一般会等待显示器刷新完成的信号，在显示器器两次刷新的间隔中进⾏交换，这个信号就被称为垂直同步信号，这个技术被称为垂直同步。
三缓冲区技术：使用了双缓冲区和垂直同步技术之后，由于总是要等待缓冲区交换之后再进⾏下⼀帧的渲染，使得帧率无法完全达到硬件允许的最⾼⽔平。为了解决这个问题，引⼊了三缓冲区技术。在等待垂直同步时，来回交替渲染两个离屏的缓冲区，⽽垂直同步发生时，屏幕缓冲区和最近渲染完成的离屏缓冲区交换，实现充分利⽤硬件性能的⽬的。
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