OpenGL和渲染

快捷方式: 差异，相似，杰卡德相似系数，参考。

OpenGL和渲染之间的区别

OpenGL vs. 渲染

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--。. 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。.

三维计算机图形

三维计算机图形（3D computer graphics）是電子計算機和特殊三维软件帮助下创造的作品。一般来讲，该术语可指代创造这些图形的过程，或者三维计算机图形技术的研究领域，及其相关技术。 三维计算机图形和二维计算机图形的不同之处在于计算机内存储存了几何数据的三维表示，用于计算和绘制最终的二维图像。 一般来讲，为三维计算机图形准备几何数据的三维建模的艺术和雕塑及照相类似，而二维计算机图形的艺术和绘画相似。但是，三维计算机图形依赖于很多二维计算机图形的相同算法。 计算机图形软件中，该区别有时很模糊：有些二维应用程序使用三维技术来达到特定效果，譬如灯光，而有些主要用于3D的应用程序采用二维的视觉技术。二维图形可以看作三维图形的子集。.

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应用程序接口

应用程序接口（Application Programming Interface，简称：API），又称为应用编程接口，就是软件系统不同组成部分衔接的约定。由於近年來软件的规模日益庞大，常常需要把复杂的系统划分成小的组成部分，编程接口的设计十分重要。程序设计的实践中，编程接口的设计首先要使软件系统的职责得到合理划分。良好的接口设计可以降低系统各部分的相互依赖，提高组成单元的内聚性，降低组成单元间的耦合程度，从而提高系统的维护性和扩展性。.

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开放源代码

開放原始碼（Open Source）描述了一种在产品的出品和开发中提供最终源材料的做法。在這個詞廣泛使用前，開發者和生產者使用很多詞去描述這個概念；開放源代碼在互聯網上獲得廣泛使用，參加者需要大量更新電腦原始碼。開放源代碼使得生產模組、通訊管道、互動社群獲得改善。隨後，一個新著作權、軟體授權條款、域名和消費者提供建立的，一個新詞開源軟體誕生。 開源模型概念包括同時間不同時程和方法來生產，相對而言，更加集中式的軟体設計模型，例如典型的商業軟体公司。一個開源軟体開發的主要原則和慣例是易貨貿易和合作的同儕生產，經由免費公開的最終產品、原始資訊、藍圖和--。這逐漸應用在其它領域，例如生物技術。.

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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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DirectX

DirectX（Direct eXtension，縮寫：DX）是由微软公司建立的一系列專為多媒體以及遊戲開發的應用程式介面。旗下包含Direct3D、Direct2D、DirectCompute等等多個不同用途的子部份，因為這一系列API皆以Direct字樣開頭，所以DirectX（只要把X字母替換為任何一個特定API的名字）就成為這一巨大的API系列的統稱。目前最新版本為DirectX 12，隨附於Windows 10作業系統之上。 DirectX被广泛用于Microsoft Windows、Microsoft Xbox电子游戏开发，并且--能支持这些平台。除了遊戲開發之外，DirectX亦被用於開發許多虛擬三維圖形相關軟體。Direct3D是DirectX中最廣為應用的子模塊，所以有時候這兩個名詞可以互相代稱。 DirectX主要基於C++编程语言实现，遵循COM架構。.

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材质贴图

材质贴图，又称纹理贴图，在计算机图形学中是把存储在内存里的位图包裹到3D渲染物体的表面。纹理贴图给物体提供了丰富的细节，用简单的方式模拟出了复杂的外观。一个图像（纹理）被贴(映射)到场景中的一个简单形体上，就像印花贴到一个平面上一样。这大大减少了在场景中制作形体和纹理的计算量。例如，可以建立一个球并把脸的纹理贴上去，这样就不用处理鼻子和眼睛的形状了。 随着图形卡功能越来越强，理论上材质贴图变得越来越不必要，而三维绘制(渲染)成了常用的工具。但事实上，最近的趋势是使用更大和更多的纹理图像，再加上把多幅纹理组合到同个物体的不同角度的复杂技术。(这在实时图形学中更为重要，因为同时显示的纹理个数是可用图形内存容量的函数。) 最后显示在屏幕上的像素是从纹理的纹素中计算的，计算方法由纹理滤波决定。最简单的方法是每个像素使用一个最接近的纹素，多个紋素之间的线性插值也很常用，还有更复杂的办法，参看Mipmap。另外，纹理也可用来决定模型表面的颜色，甚至双向反射分布函数(BRDF)，从而和光照模型等方法结合起来。.

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