二、OpenGL专业名词了解

状态机

OpenGL是一个状态机

状态机就是一种存在于理论中的机器，它具有以下的特点：

1. 它有记忆的能力，能够记住自己当前的状态。
2. 它可以接收输入，根据输入的内容和自己的状态，修改自己的状态，并且可以得到输出。
3. 当它进入某个特殊的状态（停机状态）的时候，它不再接收输入，停止工作。

OpenGL也可以看成这样的一种机器:

1. OpenGL可以记录自己的状态（比如：当前所使用的颜色、是否开启了混合功能，等等，这些都是要记录的）
2. OpenGL可以接收输入（当我们调用OpenGL函数的时候，实际上可以看成OpenGL在接收我们的输入），根据输入的内容和自己的状态，修改自己的状态，并且可以得到输出（比如我们调用glColor3f，则OpenGL接收到这个输入后会修改自己的“当前颜色”这个状态；我们调用glRectf，则OpenGL会输出一个矩形）
3. OpenGL可以进入停止状态，不再接收输入。这个可能在我们的程序中表现得不太明显，不过在程序退出前，OpenGL总会先停止工作的。

OpenGL上下文(context)

在应用程序调用任何OpenGL的指令前，首先需要创建一个OpenGL的上下文。这个上下文就是一个非常庞大的状态机，保存了OpenGL中各种状态，这也是OpenGL指令执行的基础。
1.OpenGL指令执行的基础，是一个非常庞大的状态机
2.OpenGL上下文切换开销大。虽然可能使用多个上下文，但上下文之间会共享纹理、缓冲区等资源
3.OpenGL的函数虽然是面向过程的，但可以把相关的调用封装成为面向对象的图形API。

渲染(Rendering)

将图形/图像数据转换成2D空间图像操作叫做渲染。

顶点数组(VertexArray)和顶点缓冲区(VertexBuffer)

顶点数组就是要画的图像骨架，和现实中的不同是，OpenGL中的图像都是图元组成。在OpenGLES中，有三种图元:点、线、三角形。这些顶点数据最终存储在内存中，被称为顶点数据。
性能更高一点的是提前分配一块显存，将顶点数据存入其中，这部分显存称为顶点缓冲区。

管线

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，不能打破。在OpenGL下渲染图形，就会经历一个个节点，而这样的操作可以理解为管线。

固定管线/存储着色器

早期的OpenGL版本封装了固定shader程序来帮助开发者完成图形的渲染，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，不需要关注底层原理。
由于OpenGL使用场景丰富，所以固定管线或者存储着色器无法完成没一个业务，这时将相关部分开放成可编程

顶点着色器VertexShader

1.一般用来处理图形的每个顶点变换[旋转、平移、投影]
2.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。
3.一般典型的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。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FragmentShader

1.一般用来处理图形中每个像素点颜色计算和填充
2.片段着色器是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程序，也就是说每个像素都会在执行一次片段着色器，当然是并行的。

GLSL

OpenGL着色语言是用来在OpenGL中着色编程的语言，是在图形GPU上运行的，代替固定管线的一部分，比如：视图转换、投影转换等。
包含两部分：VertexShader和Fragment（顶点着色器和片元着色器）

光栅化

光栅化是将一个图元转变为一个二维图像的过程。二维图像上每个点都包含了颜色、深度和纹理数据。将该点和相关信息叫做一个片元（fragment）。
光栅化的目的，是找出一个几何单元（比如三角形）所覆盖的像素。
粗略地讲：你模型的那些顶点在经过各种矩阵变换后也仅仅是顶点。而由顶点构成的三角形要在屏幕上显示出来，除了需要三个顶点的信息以外，还需要确定构成这个三角形的所有像素的信息。光栅化就是干这个的

纹理(texture)

通常说的纹理，指的是一张二维的图片，把它像贴纸一样贴在什么东西上面，让那个东西看起来像我们贴纸所要表现的东西那样。我们可理解为图片，为了使得场景更加的逼真而使用的图片，就是常说的纹理.

混合

在OpenGL中，物体透明技术通常被叫做混合(Blending)。透明的物体（或物体的一部分）非纯色而是混合色，这种颜色来自于不同浓度的自身颜色和它后面的物体颜色。一个有色玻璃窗就是一种透明物体，玻璃有自身的颜色，但是最终的颜色包含了所有玻璃后面的颜色。这也正是混合这名称的出处，因为我们将多种（来自于不同物体）颜色混合为一个颜色，透明使得我们可以看穿物体。

变化矩阵（Transformation）

图形想要发生平移旋转缩放就需要用到变换矩阵

投影矩阵（Projection）

用于将3D坐标转换为二维屏幕坐标，实际线条也将在二维坐标系下进行绘制

渲染上屏/交换缓冲区(SwapBuffer)

1.常规OpenGL程序至少有两个缓冲区。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，实现图像在屏幕上的显示
2.为了防止交换缓冲区时屏幕上下部分属于不同的帧，交换一般等待显示器刷新完成的信号，在显示器两次刷新的间隔进行交换，这个信号称为垂直同步信号，这个技术称为垂直同步
3.使用双缓冲区和垂直同步后， 由于总是等待缓冲区交换后再进行下一帧渲染，使得帧率无法达到硬件允许的最高水平。为了解决这个问题，引入三缓冲区技术，在等待垂直同步时，来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。

OpenGL

OpenGL全流程详细解读