OpenGL在画三角形之前我要做什么？

Question

我发现的大多数教程、指南和书籍都与OpenGL相关，解释了如何绘制三角形和初始化OpenGL。这很好。但是当他们试图解释的时候，他们只是列出了一些函数和参数，比如：

glClear()
glClearColor()
glBegin()
glEnd()
...

因为我不是很擅长记忆学东西，所以我总是需要一个答案：“我们为什么要这样做？”所以我会写一些函数，因为我记得我必须在做其他事情之前设置一个特定的东西，而不是因为教程告诉我的。

请有人向我解释一下，在开始用OpenGL和glEnd()绘制一些东西之前，我必须向OpenGL定义什么(只有纯OpenGL，我使用SFML作为后台库，但这并不重要)。

样本答案：

您必须首先告诉OpenGL它需要用什么颜色来清除屏幕。因为在我们开始绘制当前的帧之前，每个帧都需要被清除.

Answer 1

首先，您应该知道，OpenGL是一个状态机。这意味着，除了创建OpenGL上下文(这是由SFML完成的)之外，不存在初始化之类的事情！

因为我不是很擅长记忆学东西，

这是很好的…

我总是需要一个答案，“我们为什么要这么做？”

这太棒了！

请有人向我解释一下，在开始用OpenGL ()和glEnd()绘制一些东西之前，我必须向OpenGL(只有纯OpenGL，我正在使用SFML作为后台库，但这并不重要)定义什么？

正如我已经告诉过的: OpenGL是一个状态机。这基本上意味着，您可以执行两种类型的调用:设置状态和执行操作。

例如，glClearColor设置一个状态变量，即clear颜色的状态变量，该值用于在设置了GL_COLOR_BUFFER_BIT标志的对glClear的调用时将活动的框架缓冲区颜色清除到。深度值存在类似的函数glClearDepth (GL_DEPTH_BUFFER_BIT标志为glClear)。

glBegin和glEnd属于OpenGL的即时模式，已被废弃。所以没有什么理由去学习它们。您应该使用顶点数组，最好是通过顶点缓冲区对象。

但是这里是这样的：glBegin将OpenGL设置为它现在应该绘制的几何图形的状态，这是作为参数选择给glBegin的原语的类型。例如，GL_TRIANGLES意味着，OpenGL现在将每3个对glVertex的调用解释为形成一个三角形。glEnd告诉OpenGL，您已经完成了这批三角形。在glBegin…中不允许glEnd阻止某些状态更改。在这些与几何变换和生成图片有关的东西中，包括矩阵、着色器、纹理等等。

一个常见的误解是，OpenGL是初始化的。这是由于编写不当的教程，其中有一个initGL函数或类似的。当开始呈现场景时，从零开始设置所有状态是一种很好的做法。但是，由于单个帧可能包含几个场景(比如HUD或拆分屏幕游戏)，所以一个场景会发生几次。

更新：

那你怎么画三角呢？嗯，这很简单。首先，你需要几何数据。例如：

GLfloat triangle[] = {
    -1, 0, 0,
    +1, 0, 0,
     0, 1, 0
};

在呈现函数中，我们告诉OpenGL，下一个对glDrawArrays或glDrawElements的调用将从那里获取数据(为了简单起见，这里我将使用OpenGL-2函数)：

glVertexPointer(3, /* there are three scalars per vertex element */
                GL_FLOAT, /* element scalars are float */
                0, /* elements are tightly packed (could as well be sizeof(GLfloat)*3 */
                trignale /* and there you find the data */ );
/* Note that glVertexPointer does not make a copy of the data! 
   If using a VBO the data is copied when calling glBufferData. */

/* this switches OpenGL into a state that it will
   actually access data at the place we pointed it
   to with glVertexPointer */
glEnableClientState(GL_VERTEX_ARRAY);

/* glDrawArrays takes data from the supplied arrays and draws them
   as if they were submitted sequentially in a for loop to immediate
   mode functions. Has some valid applications. Better use index
   based drawing for models with a lot of shared vertices. */
glDrawArrays(Gl_TRIANGLE, /* draw triangles */
             0, /* start at index 0 */
             3, /* process 3 elements (of 3 scalars each) */ );

我还没有包括的是设置转换和视口映射。

视图定义了如何将容易投影和标准化的几何图形放置在窗口中。此状态是使用glViewport(pos_left, pos_bottom, width, height)设置的。

今天的转换发生在顶点着色器中，本质上，顶点着色器是用一种特殊语言(GLSL)编写的一个小程序，它接受顶点属性并计算结果顶点的剪辑空间位置。通常的方法是模拟固定功能流水线，这是一个两阶段的过程:首先将几何转换成视图空间(一些计算，比如在这个空间中的光照比较容易)，然后将其投影到剪辑空间，这是渲染器的镜头。在固定函数管道中有两个转换矩阵:模型视图和投影。您可以将它们设置为期望结果所需的任何东西。在三角形的情况下，我们保留模型视图的恒等式，并在任一维中使用从-1到1的正交投影。

glMatrixMode(GL_PROJECTION);
/* the following function multiplies onto what's already on the stack,
   so reset it to identity */
glLoadIdentity(); 

/* our clip volume is defined by 6 orthogonal planes with normals X,Y,Z
   and ditance 1 from origin into each direction */
glOrtho(-1, 1, -1, 1, -1, 1); 

glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
/* now a identity matrix is loaded onto the modelview */
glLoadIdentity();

在设置了转换之后，我们现在可以画出如上所述的三角形：

draw_triangle();

最后，我们需要告诉OpenGL，我们已经完成了发送命令，它应该完成它的渲染。

if(singlebuffered)
    glFinish();

然而，大多数情况下，您的窗口是双缓冲的，所以您需要交换它，以使事情变得生动。由于交换没有完成就没有意义，所以交换意味着完成。

else
    SwapBuffers();

Answer 2

您正在使用API设置和更改OpenGL状态机。

实际上，您并不是直接对GPU进行编程，而是在应用程序和GPU之间使用一种媒介来做任何您想做的事情。

它之所以是这样的，不像CPU和内存那样工作，是因为openGL的目的是在操作系统/系统无关的硬件上运行，这样您的代码就可以在任何操作系统上运行，在任何硬件上运行，而不仅仅是在编程的硬件上运行。

因此，因此，您需要学习使用他们的预置代码，以确保您要做的任何操作都能够在合理的范围内在所有系统/OS/硬件上运行。

例如，如果您要使用特定的图形卡(比如amd)在windows 8.1上创建应用程序，那么您仍然希望您的应用程序能够在Andoird/iOS/Linux/其他Windows系统/其他硬件(Gpus)(如Nvidia )上运行。

因此，为什么Khronos在创建API时，将其作为独立于系统/硬件的API，这样它就可以在任何东西上运行，并成为每个人的标准。

这是我们必须付出的代价，我们必须学习他们的API，而不是学习如何直接写入gpu内存和直接利用GPU处理信息/数据。

尽管随着Vulkan的引入，当它发布时(也来自khronos)，事情可能会有所不同，我们将了解它将如何工作。