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opengl[编辑]


OpenGL是OpenGraphicsLib的缩写,是一套三维图形处理库,也是该领域的工业标准。计算机三维图形是指将用数据描述的三维空间通过计算转换成二维图像并显示或打印出来的技术。

OpenGL就是支持这种转换的程序库,它源于SGI公司为其图形工作站开发的IRIS GL,在跨平台移植过程中发展成为OpenGL。SGI在1992年7月发布1.0版,后成为工业标准,由成立于1992年的独立财团OpenGL Architecture Review Board (ARB)控制。SGI等ARB成员以投票方式产生标准,并制成规范文档(Specification)公布,各软硬件厂商据此开发自己系统上的实现。只有通过了ARB规范全部测试的实现才能称为OpenGL。1995年12月ARB批准了1.1版本,最新版规范是1999.5通过的1.2.1。

OpenGL被设计成独立于硬件,独立于窗口系统的,在运行各种操作系统的各种计算机上都可用,并能在网络环境下以客户/服务器模式工作,是专业图形处理、科学计算等高端应用领域的标准图形库。它低端应用上的主要竞争对手是MS-Direct3D,该图形库是以COM接口形式提供的,所以极为较复杂,稳定性差,另外微软公司拥有该库版权,目前只在Windows平台上可用。D3D的优势在速度上,但现在低价显卡都能提供很好的OpenGL硬件加速,所以做3D使用Direct3D已没有特别的必要,在专业图形处理特别是高端应用方面目前还没有出现以Direct3D技术为基础的例子,而游戏等低端应用也有转向OpenGL的趋势。

微软在Windows NT对OpenGL的支持始于3.51,在Windows9x中的支持始于Win95 OEM Service Release 2。Windows下常用的OpenGL库有两种,MS实现的和SGI实现的,MS-OpenGL调用会自动检测是否存在显示卡制造商提供的ICD (Installable Client DeviceDriver)驱动程序,有则调用ICD中的例程,否则才用CPU进行计算,所以能利用显示卡的OpenGL加速能力。对开发者来说使用方法并没有区别,只是有ICD驱动时更快些。SGI的版本是纯软件实现不能利用硬件加速并且SGI已经在1999年宣布停止支持,但这套库便于调试程序,仍有不少开发者使用。

SGI曾经宣布研发OpenGL++,该图形库最大的特点是面象对象,提供了树形场景支持,大大减省了使用 OpenGL处理复杂场景的工作量。后来(1999)SGI宣布与M$合作开发Ferihant,即Windows的下一代图形处理体系,包括 DirectX与OpenGL的低级图形处理接口和以场景图支持为特点的高级接口,并且就此停止对其在Windows下的OpenGL实现的支持以示决心。此举世瞩目,大家都以为Windows图形处理快要过上幸福生活了,然而,不久,SGI宣布中止合作,并撤回派出的科学家,Ferihant基本上夭折。SGI 称终止合作的原因是M$不肯积极合作,光想把SGI 的技术合并进DirectX,真正内幕不详。不过以SGI在图形处理界的老大地位来说,还是有几分可信度的,因为M$初支持OpenGL就不积极。

虽然早在WinNT3.51 时代M$就已经实现了它的OpenGL 版本,但不肯随其Windows95 时提供,称该API 适合高端应用,而Win95面向一般消费者的用不到,并且在其win3.x下开发的wing 图表库的基础上搞出了GameSDK,即后来的DirectX 库,称这套库是专门为高性能游戏开发设计的,在当时的硬件条件下,这无疑是非常有道理的,并且很快成为Windows环境下游戏开发的标准API 。该库实质上是提供了绕过Windows 直接访问显存的途径,从而很好的解决了GDI 体系性能方面的不足,但由于是以COM接口形式提供的,所以相当复杂,而稳定性也不是很好,所以有人称Direct3D 是为追求速度而不择手段的公司才用的。然而也就在这个时期,三维图形加速卡开始走向商用和家用,也就是在这时期S3公司以其性价比极高的带三维图形加速的显示芯片、板卡向当时Trident 公司的霸主地位发起了挑战。另外这时实时三维游戏开始流行,以Dos 下的第一人称射击游戏——暗杀希特勒(3d worlf) 大获成功、红极一时ID Software 的开始铸辉煌,推出了Doom 、Quake1 ,相信这两个名字在今天(2000.4) 的游戏圈子里应该是无人不知无不晓吧?1996.12.ID Software 的高手John Carmack 在开发下一代三维图形引擎时在其.plan 中写上了以下字句:

Direct-3D IM is a horribly broken API. It inflicts great pain and suffering on the programmers using it, without returning any significant advantages. I don’t think there is ANY market segment that D3D is apropriate for, OpenGL seems to work just fine for everything from quake to softimage. There is no good technical reason for the existance of D3D.

I’m sure D3D will suck less with each forthcoming version, but this is an oportunity to just bypass dragging the entire development community through the messy evolution of an ill-birthed API.

此后以他为代表的一大批游戏开发人员开始多方呼吁MS积极支持OpenGL。M$终于在Win95的OSR2版本里集成了OpenGL,并为以前版本的Win95免费提供单独的OpenGL实现。(或许您还不了解这些人的影响力,不知道您听说过以生产Voodoo系统图形加速卡而著称于世的3dfx公司吗?当年Quake的开发者不肯用Voodoo的glide API对voodoo做优化版本,差点没把3dfx吓蒙,于是赶紧搞了一个针对游戏的OpenGL子集:MiniGL,让ID Software的人只要在制作OpenGL时只使用MiniGL API做过优化就成,这样Quake总算可以用上voodoo的硬件加速能力了。这样也造就了一个新名词:MCD--MiniGL Client Driver,用于Windows的MiniGL驱动程序,而标准的OpenGL则依靠ICD驱动)。

特点及功能
OpenGL是一个开放的三维图形软件包,它独立于窗口系统和操作系统,以它为基础开发的应用程序可以十分方便地在各种平台间移植;OpenGL可以与Visual C++紧密接口,便于实现机械手的有关计算和图形算法,可保证算法的正确性和可靠性;OpenGL使用简便,效率高。它具有七大功能:
1.建模:OpenGL图形库除了提供基本的点、线、多边形的绘制函数外,还提供了复杂的三维物体(球、锥、多面体、茶壶等)以及复杂曲线和曲面绘制函数。
2.变换:OpenGL图形库的变换包括基本变换和投影变换。基本变换有平移、旋转、变比镜像四种变换,投影变换有平行投影(又称正射投影)和透视投 影两种变换。其变换方法有利于减少算法的运行时间,提高三维图形的显示速度。
3.颜色模式设置:OpenGL颜色模式有两种,即RGBA模式和颜色索引(Color Index)。
4.光照和材质设置:OpenGL光有辐射光(Emitted Light)、环境光(Ambient Light)、漫反射光(Diffuse Light)和镜面光(Specular Light)。材质是用光反射率来表示。场景(Scene)中物体最终反映到人眼的颜色是光的红绿蓝分量与材质红绿蓝分量的反射率相乘后形成的颜色。
5:纹理映射(Texture Mapping)。利用OpenGL纹理映射功能可以十分逼真地表达物体表面细节。
6:位图显示和图象增强图象功能除了基本的拷贝和像素读写外,还提供融合(Blending)、反走样(Antialiasing)和雾(fog)的特殊图象效果处理。以上三条可使被仿真物更具真实感,增强图形显示的效果。
7:双缓存动画(Double Buffering)双缓存即前台缓存和后台缓存,简言之,后台缓存计算场景、生成画面,前台缓存显示后台缓存已画好的画面。
此外,利用OpenGL还能实现深度暗示(Depth Cue)、运动模糊(Motion Blur)等特殊效果。从而实现了消隐算法。OpenGL设备运用,目前瑞芯微2918芯片和英伟达芯片Tegra2 就是采用OpenGL 2.0技术进行图形处理,而基于瑞芯微2918芯片方案代表是台电T760平板电脑所采用到

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创建者: 谢青

最近更新:2011/6/6 22:27:29

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