OpenGL 系列文章
001--001--OpenGL在Mac 上的環(huán)境搭建
OpenGL 是一種用于創(chuàng)建實(shí)時(shí)3D圖像的編程接口。
一、走向3D
三維（3D）表示一個(gè)正在描述或顯示的物體具有3個(gè)維度：寬度、高度和深度。例如，放在書桌上的一張畫是一個(gè)二維物體，因?yàn)樗鼪]有可以令人感受得到的深度。而旁邊的藥瓶卻能感受到它是3D，因?yàn)樗邆涓叨?、深度、寬度?/p>
幾個(gè)世紀(jì)以來，藝術(shù)家們已經(jīng)知道如何讓一幅畫有立體感并且具有真實(shí)的深度。通過顏料在二維畫布上所創(chuàng)作的作品，它其實(shí)本質(zhì)上畫的是一個(gè)二維物體。類似，計(jì)算機(jī)3D圖像實(shí)質(zhì)上也是平面的，它只是在計(jì)算機(jī)屏幕上所顯示的二維圖像，但它可以提供深度的錯(cuò)覺。
2D + 透視 = 3D
二、3D圖形技術(shù)和術(shù)語
- 光柵化：實(shí)際繪制或填充每個(gè)頂點(diǎn)之間的像素形成線程
- 線框渲染是有它的用處，但在大多數(shù)情況下我們并不是用線程，而是使用實(shí)心三角形渲染。
- 著色：沿著頂點(diǎn)之間改變顏色值，能夠輕松創(chuàng)建關(guān)照照射子啊一個(gè)立方體上的效果。另一方面，著色器則是圖形硬件上執(zhí)行的單獨(dú)程序，用來處理頂點(diǎn)和光柵化任務(wù)。
- 紋理貼圖：不過是一個(gè)用來貼到三角形或多邊形上的圖片。在GPU上，紋理是快捷有效的。
- 混合：混合是將不同的顏色混在一起。
三、3D圖形的常見用途
實(shí)時(shí)3D圖形的應(yīng)用范圍包括交互式游戲和模擬以及數(shù)據(jù)的可視化顯示（供科學(xué)、醫(yī)學(xué)或商業(yè)應(yīng)用）；
在個(gè)人計(jì)算機(jī)領(lǐng)域，3D圖形的應(yīng)用幾乎沒有止境。目前最常見的用途，游戲、AR、VR，都是基于OpenGL 的。3D圖形在科學(xué)是視覺和工程應(yīng)用中非常流行，物美價(jià)廉的3D硬件大量涌現(xiàn)使得這些應(yīng)用技術(shù)空前的流行火爆。
Mac OS X 以及 iOS 都是使用OpenGL對(duì)所有窗口和控件進(jìn)行渲染，從而創(chuàng)建了功能強(qiáng)大，引人入勝的可視化界面。
例如設(shè)計(jì)時(shí)使用的3D max ，還是游戲制作的Unity 3D,Cocos2D 底層都是使用了OpenGL。而我們醫(yī)學(xué)上的影像渲染也都依托于OpenGL。
三（1）2D笛卡爾坐標(biāo)
在二維繪圖中，最為常用的坐標(biāo)系統(tǒng)是笛卡爾坐標(biāo)系統(tǒng)。笛卡爾坐標(biāo)由一個(gè)X坐標(biāo)和Y坐標(biāo)構(gòu)成。x坐標(biāo)測(cè)量水平方向的位置，而y坐標(biāo)則測(cè)量垂直方向的位置。
三（2）3D笛卡爾坐標(biāo)
現(xiàn)在，我們把二維坐標(biāo)系統(tǒng)拓展到三維空間中，并增加深度分量；在2D笛卡爾標(biāo)上加一個(gè)新軸，z軸。
z軸同時(shí)垂直于x軸&y軸。它代表了一條從屏幕的中心朝向你們的直線（我已經(jīng)旋轉(zhuǎn)了這個(gè)坐標(biāo)系統(tǒng)的視角，把y軸向左旋轉(zhuǎn)，把x軸向下和后旋轉(zhuǎn)。否則，z軸將直接面向我們，無法看到）?，F(xiàn)在我們用3個(gè)坐標(biāo)（x,y,z）來指定三維空間中的一個(gè)位置。
==深度：通常表示窗口坐標(biāo)z值；==
四、著色器
在實(shí)時(shí)計(jì)算機(jī)圖形中，最前沿的技術(shù)是可編程著色器（Programmable Shading）。圖形卡不再是低能的渲染芯片。而是功能強(qiáng)大的高度可編程的渲染計(jì)算機(jī)。類似CPU的術(shù)語GPU應(yīng)運(yùn)而生。它代表圖形處理單元，特指當(dāng)今圖形卡上的可編程芯片。它們是高度并行，并且具有非常快的速度。同樣重要的是，程序員可以進(jìn)行重新配置圖形卡的工作方式，幾乎可以實(shí)現(xiàn)任何可以想得到的特殊效果。
五、3D編程的基本原則
1.并發(fā)工具包
OpenGL基本上一種底層渲染API，我們不能告訴它“在什么地方繪制什么”--我們需要自己動(dòng)手，通過載入三角形，應(yīng)用必要的變化和正確的紋理、著色器并在必要應(yīng)用混合模式來組合一個(gè)模型。這使得我們能夠大量的底層控制，與使用高層工具包，使用OpenGL這樣的底層API動(dòng)人之處在于，我們不能僅僅是重現(xiàn)許多標(biāo)準(zhǔn)3D渲染，我們可以創(chuàng)造自己的算法，甚至可以去發(fā)現(xiàn)一些新的捷徑、性能技巧和藝術(shù)視覺技術(shù)。
2.坐標(biāo)系統(tǒng)
在OpenGL 或幾乎所有的3D API中創(chuàng)建一個(gè)用于繪圖窗口時(shí)，必須指定希望使用的坐標(biāo)系統(tǒng)以及指定的坐標(biāo)如何映射到實(shí)際的屏幕像素。
小結(jié)
實(shí)際上需要一個(gè)物體的2幅畫面從不同角度上感知真正三維空間，我們可以通過透視、隱藏直線消除、顏色、著色和其他技巧來創(chuàng)建深度幻覺。
