OpenGL渲染引擎-设计与实践

OpenGL渲染引擎-设计与实践
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OpenGL是视频行业领域中用于处理2D/3D图形的最为广泛接纳的API，在此基础上，为了用于计算机视觉技术的研究，从而催生了各种计算机平台上的应用功能以及设备上的许多应用程序。其是独立于视窗操作系统以及操作系统平台，可以进行多种不同领域的开发和内容创作，简而言之，其帮助研发人员能够实现PC、工作站、超级计算机以及各种工控机等硬件设备上实现高性能、对于视觉要求极高的高视觉图形处理软件的开发。

作为独立于操作系统的开放的三维图形的软件开发包，在其基础上开发的应用程序能够简单方便的移植于各种平台。其具有七大功能：
1.建立3D模型：OpenGL除了能够处理一般的2D图形，即点、线、面的绘制外，主要任务是集合了3D立体的物体绘制函数。
2.图形变换：OpenGL利用基本变换以及投影变换处理图形。所谓的基本变换就是在处理2D平面图形时的平移、旋转、变比、镜像变换。投影变换就是在处理3D立体图形时的平行投影以及透视投影。通过变换方式，可以将2D的平面图形清晰明了的变换成3D的立体图形，从而在减少计算的时间的同时就能够提高了图形显示的速度。
3.颜色模式：OpenGL库中的颜色模型：使用较为广泛的RGBA模式以及颜色索引模式（color index）。
4.光照、材质的设置：OpenGL库中包含了多种光照的类型。材质是用光反射率来表示的。其原理是基于人眼的原理，场景中的物体是由光的红绿蓝的分量以及材质的红绿蓝的反射率的乘积后所形成的颜色值。
5.纹理映射：纹理指的是物体表面的花纹。OpenGL库中集合了对于物体纹理的映射处理方式，能够十分完整的复现物体表面的真实纹理。
6.图像增强功能和位图显示的扩展功能：OpenGL的功能包括像素的读写、复制外，以及一些特殊的图像处理功能：比如，融合、反走样、雾的等等特殊的处理方式。对于图像的重现和处理，可以使得效果更有真实感，逼真。
7.双缓存功能：OpenGL创新性的运用了双缓存形式。计算场景、生成画面图像、显示画面图像分别将其由前台缓存和后台缓存分开处理，大大提高了计算机的运算能力以及画面的显示速度。

实时渲染、离线渲染和云渲染是渲染技术中的三种主要类型：
实时渲染
实时渲染能够即时生成图像，通常应用于需要快速反馈的场景，如3D游戏和虚拟现实。在工程行业，实时渲染可以用于模拟操作和虚拟巡查，使工程师和项目管理者能够即时查看和交互模型。

离线渲染
离线渲染关注于生成高质量图像，适合于品质优先的场景。在工程领域，这通常体现在制作高端建筑可视化或展示项目最终效果的材料中。

云渲染
云渲染将渲染过程放在云端执行，解决了本地资源限制的问题。这种方式适用于需要大量计算资源但又不想在本地硬件上投入巨大成本的场景。