OpenGL和着色器

快捷方式: 差异，相似，杰卡德相似系数，参考。

OpenGL和着色器之间的区别

OpenGL vs. 着色器

OpenGL（Open Graphics Library，譯名：開放圖形庫或者“開放式圖形庫”）是用於渲染2D、3D矢量圖形的跨語言、跨平台的應用程序編程接口（API）。這個接口由近350個不同的函數调用組成，用來從簡單的圖形位元繪製複雜的三維景象。而另一种程式介面系统是仅用于Microsoft Windows上的Direct3D。OpenGL常用於CAD、虛擬實境、科學視覺化程式和電子遊戲開發。 OpenGL的高效實現（利用了图形加速硬件）存在于Windows，部分UNIX平台和Mac OS。這些實現一般由顯示裝置廠商提供，而且非常依賴於該廠商提供的硬體。開放原始碼函式庫Mesa是一個純基於軟體的圖形API，它的代码兼容於OpenGL。但是，由于许可证的原因，它只声称是一个“非常相似”的API。 OpenGL规范由1992年成立的OpenGL架构评审委员会（ARB）维护。ARB由一些對建立一个统一的、普遍可用的API特别感兴趣的公司组成。根据OpenGL官方网站，2002年6月的ARB投票成员包括3Dlabs、Apple Computer、ATI Technologies、Dell Computer、Evans & Sutherland、Hewlett-Packard、IBM、Intel、Matrox、NVIDIA、SGI和Sun Microsystems，Microsoft曾是创立成员之一，但已于2003年3月--。. 计算机图形学领域中，着色器（）是一种计算机程序，原本用于进行图像的浓淡处理（计算图像中的光照、亮度、颜色等），但近来，它也被用于完成很多不同领域的工作，比如处理CG特效、进行与浓淡处理无关的、甚至用于一些与计算机图形学无关的其它领域。 使用着色器在图形硬件上计算渲染效果有很高的自由度。尽管不是硬性要求，但目前大多数着色器是针对GPU开发的。GPU的可编程绘图管线已经全面取代传统的固定管线，可以使用着色器语言对其编程。构成最终图像的像素、顶点、纹理，它们的位置、色相、饱和度、亮度、对比度也都可以利用着色器中定义的算法进行动态调整。调用着色器的外部程序，也可以利用它向着色器提供的外部变量、纹理来修改这些着色器中的参数。 在电影后期处理、计算机成像、电子游戏等领域，着色器常被用来制作各种特效。除了普通的光照模型，着色器还可以调整图像的色相、饱和度、亮度、对比度，生成模糊、高光、有体积光源、失焦、卡通渲染、色調分離、畸变、凹凸贴图、色键（即所谓的蓝幕、绿幕抠像效果）、边缘检测等效果。.

圖形處理器

圖形處理器（graphics processing unit，縮寫：GPU），又稱顯示核心、視覺處理器、顯示晶片或繪圖晶片，是一種專門在個人電腦、工作站、遊戲機和一些行動裝置（如平板電腦、智慧型手機等）上執行繪圖運算工作的微處理器。 圖形處理器是輝達公司（NVIDIA）在1999年8月發表精視 256（GeForce 256）繪圖處理晶片時首先提出的概念，在此之前，電腦中處理影像輸出的顯示晶片，通常很少被視為是一個獨立的運算單元。而對手冶天科技（ATi）亦提出視覺處理器（Visual Processing Unit）概念。圖形處理器使顯示卡减少了對中央處理器（CPU）的依赖，並分擔了部分原本是由中央處理器所擔當的工作，尤其是在進行三維繪圖運算時，功效更加明顯。圖形處理器所採用的核心技術有硬體座標轉換與光源、立體環境材質貼圖和頂點混合、纹理壓缩和凹凸映射貼圖、雙重纹理四像素256位渲染引擎等。 圖形處理器可單獨與專用電路板以及附屬組件組成顯示卡，或單獨一片晶片直接內嵌入到主機板上，或者內建於主機板的北橋晶片中，現在也有內建於CPU上組成SoC的。個人電腦領域中，在2007年，90%以上的新型桌上型電腦和筆記型電腦擁有嵌入式繪圖晶片，但是在效能上往往低於不少獨立顯示卡。但2009年以後，AMD和英特爾都各自大力發展內建於中央處理器內的高效能整合式圖形處理核心，它們的效能在2012年時已經勝於那些低階獨立顯示卡，這使得不少低階的獨立顯示卡逐漸失去市場需求，兩大個人電腦圖形處理器研發巨頭中，AMD以AMD APU產品線取代旗下大部分的低階獨立顯示核心產品線。而在手持裝置領域上，隨著一些如平板電腦等裝置對圖形處理能力的需求越來越高，不少廠商像是高通（Qualcomm）、PowerVR、ARM、NVIDIA等，也在這個領域裏紛紛「大展拳腳」。 GPU不同于传统的CPU，如Intel i5或i7处理器，其内核数量较少，专为通用计算而设计。 相反，GPU是一种特殊类型的处理器，具有数百或数千个内核，经过优化，可并行运行大量计算。 虽然GPU在游戏中以3D渲染而闻名，但它们对运行分析、深度学习和机器学习算法尤其有用。 GPU允许某些计算比传统CPU上运行相同的计算速度快10倍至100倍。.

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Direct3D

Direct3D（簡稱：D3D）是微軟公司在Microsoft Windows作業系統上所開發的一套3D繪圖編程介面，是DirectX的一部份，目前廣為各家顯示卡所支援。與OpenGL同為電腦繪圖軟體和電腦遊戲最常使用的兩套繪圖編程介面之一。 1995年2月，微软收购了英国的Rendermorphics公司，將RealityLab 2.0技术發展成Direct3D标准，並整合到Microsoft Windows中，Direct3D在DirectX 3.0開始出現。後來在DirectX 8.0發表時與DirectDraw編程介面合併並改名為DirectX Graphics。.

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高级着色器语言

级着色器语言（即 HLSL，缩写自 High Level Shader Language 或 High-Level Shading Language），是由微軟擁有及開發的一種，最初的开发是为了辅助 Direct3D 9 的着色器汇编语言，后成为 Direct3D 10 以来所必须的语言。 HLSL只能供微軟的Direct3D以及XNA使用。HLSL是GLSL的先辈，同時不能與OpenGL標準兼容。他跟Nvidia的Cg非常相似。 HLSL的主要作用為將一些複雜的圖像處理，快速而又有效率地在顯示卡上完成，與組合式或低階Shader Language相比，能降低在編寫複雜特殊效果時所發生編程錯誤的機會。.

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GLSL

GLSL - OpenGL Shading Language 也稱作 GLslang，是一個以C語言為基礎的高階著色語言。它是由 OpenGL ARB 所建立，提供開發者對繪圖管線更多的直接控制，而無需使用汇编语言或硬體規格語言。.

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渲染

渲染（render，或称为绘制）在電腦繪圖中，是指以软件由模型生成图像的过程。模型是用语言或者数据结构进行严格定义的三维物体或虚拟场景的描述，它包括几何、视点、纹理、照明和阴影等信息。图像是数字图像或者位图图像。彩現用于描述：计算视频编辑软件中的效果，以生成最终视频的输出过程。 渲染是三维计算机图形学中的最重要的研究课题之一，并且在实践领域它与其它技术密切相关。在图形流水线中，渲染是最后一项重要步骤，通过它得到模型与动画最终显示效果。自从二十世纪七十年代以来，随着计算机图形的不断复杂化，渲染也越来越成为一项重要的技术。 渲染的应用领域有：计算机与视频游戏、模拟、电影或者电视特效以及可视化设计，每一种应用都是特性与技术的综合考虑。作为产品来看，现在已经有各种不同的渲染工具产品，有些集成到更大的建模或者动画包中，有些是独立产品，有些是开放源代码的产品。从内部来看，渲染工具都是根据各种学科理论，经过仔细设计的程序，其中有：光学、视觉感知、数学以及软件开发。 三维计算机图形的预渲染（Pre-rendering 或 Offline rendering）或者实时渲染（Real-time rendering 或 Online rendering）的速度都非常慢。预渲染的计算强度很大，需要大量的服务器运算完成，通常被用于电影制作；实时渲染经常用于三维视频游戏，通常依靠图形处理器（GPU）完成这个过程。.

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