1 opengl的版本区别1.1 opengl1.1        1995年，SGI推出了更为完善的OpenGL 1.1版本。OpenGL 1.1的性能比1.0版提高甚多。其中包括改进打印机支持，在增强元文件中包含OpenGL的调用，顶点数组的新特性，提高顶点位置、法线、颜色、色彩指数、纹理坐标、多边形边缘标识的传输速度，引入了新的纹理特性等等。1.2 opengl1.3       2001年8月，ARB发布OpenGL 1.3规范，它增加了立方纹理贴图、纹理环境、多重采样、纹理框架压缩等扩展指令，但是改进程度非常有限。 1.3 opengl1.4      2002年7月，ARB正式发布OpenGL 1.4，它也只加入了深度纹理／阴影纹理、顶点设计框架、自动纹理贴图等简单的功能。 1.3 opengl1.5      2003年的7月，ARB公布OpenGL 1.5规范。OpenGL 1.5内包含ARB制定的“正式扩展规格绘制语言”（OpenGL Shading Language v1.0），该语言用于着色对象、顶点着色、片断着色等扩展功能，同时也将作为下一代OpenGL 2.0版本的内核。OpenGL 1.5的变化还增加了顶点缓冲对象（可提高透视性能）、非乘方纹理(可提高纹理内存的使用效率)以及阴影功能、隐蔽查询功能等等。其主要内容包括

1.4 opengl2.0     OpenGL 1.0推出后的相当长的一段时间里，OpenGL唯一做的只是增加了一些扩展指令集，这些扩展指令是一些绘图功能，像是ClearCoat、Multisample、视频及绘图的整合工具(某些是通过OpenML的努力而开发出来的，它本身属于OpenGL ARB扩展指令之一。OpenGL 2.0将在OpenGL 1.3基础上进行修改扩充、但它将有下面五个方面的重大改进：①复杂的核心被彻底精简；②完全的硬件可编程能力；③改进的内存管理机制、支持高级像素处理；④扩展至数字媒体领域，使之跨越高端图形和多媒体范畴；⑤支持嵌入式图形应用。为了在获得强大功能的同时保持理想的兼容性，OpenGL 2.0又经历以下两个发展阶段：第一个阶段注重兼容能力和平滑过渡，为此，OpenGL 2.0核心将在精简后的OpenGL 1.3功能模块的基础上加上可完全兼容的新功能共同组成，这种做法在满足兼容性的同时，还可将原有OpenGL中数量众多、且相互纠缠不清的扩展指令进行彻底精简。 第一阶段的任务只是为了过渡，而第二阶段才是OpenGL 2.0的真正成熟期。此时，ARB将合成出一个“纯OpenGL 2.0”内核，纯内核将包含更多新增加的“精简型API函数”，这些函数具有完全的可编程特性、结构简单高效、功能强大且应用灵活。除了完成这项任务外，ARB组织还得指导开发商抛弃繁琐的OpenGL 1.X、转用更具弹性的“纯OpenGL 2.0”。 

1.5 opengl3.0及opengl3.1

        OpenGL3.0规范已于2008年8月发布，OpenGL3.0于微软DirectX 10有不少相近之处du，比如增加几何着色渲染，整数指令集，统一缓存，原生支持非线性色彩空间等，而且需要DirectX 10级别的显卡支持。与之不同的是，OpenGL3.0具有较强的跨平台运行优势，它不仅能运行在Windows Vista系统上没，还能运行在Windows XP甚至是Linux平台上。相对于DirectX 10只能在Windows Vista上运行，这确实是一个不小的优势。

       在OpenGL 3.0规范发布七个多月之后，Khronos Group今天又公布了升级版新规范OpenGL 3.1，也是这套跨平台免费API有史以来的第九次更新。OpenGL 3.1将此前引入的OpenGL着色语言“GLSL”从1.30版升级到了1.40版，通过改进程序增强了对最新可编程图形硬件的访问，还有更高效的顶点处理、扩展的纹理功能、更弹性的缓冲管理等等。宽泛地讲，OpenGL 3.1在3.0版的基础上对整个API模型体系进行了简化，可大幅提高软件开发效率。

OpenGL 3.1主要新特性：

与OpenGL 3.1规范同步，OpenGL架构评审委员会(ARB)也发布了一个兼容性扩展，能让开发人员在访问OpenGL 3.1里已经删除的OpenGL 1.x/2.x功能，确保应用程序的全面向下兼容性。OpenGL 3.1公布后，业界图形厂商很快予以了大力支持。

1.6 OpenGL 4.0 ：

        时间来到2010年三月，这个版本和OpenGL 3.3同时发布，增加了令人兴奋的Tessellation Shader；Shader Language 4.00的subroutine提供了在运行时刻不需要切换着色器或者是重新编译或者使用if判断选择不同功能的方法，降低了切换着色器程序所带来的巨大开销（切换着色器的CPU循环消耗真的非常的惊人）；另外GL_ARB_draw_buffers_blend让fragment shader输出的每条buffer都可以完成各自的pre-fragment operaion，而不是像过去那样每条都完成相同的pre-fragment operation；GL_ARB_transform_feedback2和GL_ARB_transform_feedback3提供了transform feedback object，以及transform feedback相关的控制（比如pause之类），也把transform feedback当做一个对象来进行处理。

主要的新功能包括

1.7 OpenGL 4.6 

        2017年，Khronos Group标准组织终于将OpenGL标准规范从4.5版升级到了4.6版——版本号变化不大，但新东西还是很多的。OpenGL 4.6的最大变化就是支持SPIR-V，一种用于GPU通用计算和图形学的中间语言，Khronos开发设计，最初是为OpenCL规范准备的，和下一代图形标准Vulkan差不多同时提出，也在不断发展完善。OpenGL 4.6标准将SPIR-V着色器整合在了核心规范中，可以确保得到广泛的支持。同时，新标准还增加了大量的ARB、EXT扩展，包括GL_ARB_gl_spirv、GL_ARB_indirect_parameters、GL_ARB_pipeline_statistics_query、GL_ARB_texture_filter_anisotropic、GL_ARB_polygon_offset_clamp、GL_ARB_shader_atomic_counter_ops、GL_KHR_no_error、GL_KHR_parallel_shader_compile、WGL_ARB_create_context_no_error、GXL_ARB_create_context_no_error。这些扩展由Khronos、AMD、Intel、NVIDIA联合创建，会得到各家显卡的普遍支持。此外，OpenGL标准一如既往地开放，OpenGL、OpenGL ES都新增了不少可以与DirectD、Vulkan合作、互通的扩展，包括GL_EXT_memory_object、GL_EXT_memory_object_fd、GL_EXT_memory_object_win32、GL_EXT_semaphore、GL_EXT_semaphore_fd、GL_EXT_semaphore_win32、GL_EXT_win32_keyed_mutex。

opengl的学习资料比较散乱，初学者常常被各类概念和缩写弄得头晕眼花，就算是广为流传的《red book》 《编程指南》也对这些概念一笔带过。本文打算先梳理一些常见的概念、词汇，为后面的学习扫除障碍。

通过osg来学习opengl的同学，是不是一开始就被cmake的界面上一堆的陌生编译选项给吓住了 ^@^啥是OpenGL ES? 

看概念就很简单，就是嵌入式开发才会用到的Opengl.  开发桌面应用的同学可以心安地跳过啦：）

        可以将opengl的整个系统通俗地理解为一部机器，更确切地比喻为一台流水线机器。在机器的源头，我们输入各类几何坐标数据、图像数据，在机器的终端（通常是显示屏），输出我们想要的三维模型。那么我们很自然地把opengl这台机器的处理流程想象成“管线”,管线种输入 的原材料经过管线上的每一个都要做一次处理，然后将处理结果再送往下一个节点。OpenGL 中有两种流水线，一种是固定流水线，另外一种则是可编程流水线。其中，OpenGL 1.0 版本支持固定流水线。从OpenGL 2.0版本开始，OpenGL支持可编程的流水线。也就是说，程序员可以通过Shader（一种程序）来控制GPU渲染的过程。

对于初学者，我们没有必要一开始就细致深入探究两种管线的差评，需要理解的是：可编程管线在处理流程上比固定管线更加灵活，在处理能力上，由于充分利用了图形计算卡（GPU或其它显卡）的计算资源比固定管线更为强大，可实现一些固定管线无法实现的特效（这对游戏和一些物理仿真很重要）。

什么是context? 

       OpenGL在渲染的时候需要一个Context，这个Context记录了OpenGL渲染需要的所有信息，可以把它理解成一个大的结构体，它里面记录了当前绘制使用的颜色、是否有光照计算以及开启的光源等非常多我们使用OpenGL函数调用设置的状态和状态属性。在OpenGL 3.0版本之前，OpenGL创建Context都是一致的，随着升级会新增一些内容（例如从OpenGL1.1升级到1.5，会新增一些状态变量或者属性，并添加一些设置这些内容的函数），整体上来说没有什么大的变化。但是从OpenGL 3.0开始，OpenGL为了摆脱历史的“包袱”，想要彻底的废弃掉之前的许多特性，但是无奈市面上已经有大量依赖OpenGL之前版本的代码，导致OpenGL维护小组的这一想法难以付诸实施，于是在OpenGL 3.1开始引入了OpenGL Context的一些分类，比如引入了CoreProfile等概念，之后随着版本发展到3.3，一切算是确定下来。正是由于OpenGL的这一变化过程以及其间引入的各种概念，导致初学者学习OpenGL时非常的痛苦，本来OpenGL API对于一般开发者来说就是晦涩难懂，如今还引入这些内容真的是令开发者压力山大。

在OpenGL 3.0版本之前，所有的OpenGL Context是统一的，都是一种兼容之前版本的模式（例如使用OpenGL 1.1编写的代码，在支持OpenGL 2.1的设备上可以正常的运行）。这些版本的OpenGL API也被称之为固定管线（相比较之后引入shader的可编程管线来说）， 但是从3.0开始有了变化：

Core Profile 只包含最新的Shader相关的函数，程序必须使用Shader编写。

compatibility Profile 可以兼容之前的OpenGL固定管线的内容，也可以使用Core Profile中的内容这样分开之后，开发者可以显式的要求创建某一种Profile来使用。

       SGI发起成立了“OpenGL架构委员会”（OpenGL Architecture Review Board，简称ARB）来共同管理和推广这项先进的标准，OpenGL后继标准的制定权也逐渐转移给ARB组织。在ARB内部，产生新标准的过程非常民主化：各成员以投票的方式来决定新版OpenGL标准应具有的功能特性，并据投票结果制作正式标准文档，各软硬件厂商再根据这份标准文档的内容在自己的系统上实现；而所有的OpenGL版本都必须通过文档规定的全部测试项目方能生效。ARB组织的成员都非泛泛之辈，其核心成员包括SGI、3Dlabs、Intel、IBM、nVIDIA、ATi、Microsoft、Apple等业界领袖。

       不清楚这个名词的来历，并不会阻碍你编程，但是翻看其它人写的开源代码（例如OSG等）会发现很多函数都使用了以ARB为前缀的扩展API, 心中难免会疑惑，（这是个什么鬼）。了解这个概念后心中了然：这就是ARB构建委员会认可的一个扩展（经过大佬们认定的扩展，很可能在下一版本的升级中会收录到core profile哦 ：）

EGL 是 OpenGL ES 渲染 API 和本地窗口系统(native platform window system)之间的一个中间接口层，它主要由系统制造商实现。EGL提供如下机制：

为了让OpenGL ES能够绘制在当前设备上，我们需要EGL作为OpenGL ES与设备的桥梁。

使用 EGL 绘图的基本步骤

使用EGL的绘图的一般步骤：

OpenGL ES 和 EGL 的联系

一个类比的例子

我们来思考一下画家绘画的过程：首先要有一名懂得各种绘画技艺的画家，然后他需要一张画布，一些笔，一些颜料，一些辅助工具（尺、模板、橡皮、调色板等等），然后他在画布上绘制第一幅画，完成之后展示给人们看；在人们观赏第一幅画的时候，他可以在第二张画布上绘制第二幅画，绘制完成后收回第一幅画，将第二幅画展现给人们看；接着使用工具擦除第一幅画，在同一张画布上绘制第三幅画；周而复始，人们便看到了一幅接一幅的画。

对比 OpenGL ES/EGL，各要素的对应关系大体如下：

画家：编程人员

笔、颜料、辅助工具：OpenGL ES API

画布：EGL 创建的 Surface

所以计算机绘画的本质就是选择图像显示的像素格式，申请一块内存（画布），填充像素（颜色），绘制完成之后，通知计算机显示到屏幕上（按比例发射RGB光），最终就看到了所绘制的画面。之所以要先选择像素格式，是因为无论是所申请内存的大小，还是硬件驱动解析这块内存的方式，都是由像素格式决定的。

OpenGL 中主要有 3 种 Buffer：

GLSL 是 OpenGL 的编程语言，全称 OpenGL Shader Language，它的语法类似于 C 语言。上面介绍管道概念的时候，我们提到可编程管线可以利用图形计算卡的计算资源，而GLSL正是程序开发者与图形计算卡进行交互的语言。

Shader 是用GLSL编写的一段程序，在图形计算卡上执行。用来描述如何绘制（渲染），OpenGL 渲染需要两种 必须的Shader：Vertex Shader 和 Fragment Shader，现在新版本的OPENGL又添加了compute Shadre 和其它几个非必须的Shader,这个我们后面在来学习。

在 OpenGL 的世界里，我们只能画点、线、三角形这三种基本图形，而其它复杂的图形都可以通过三角形来组成。所以这里的图元指的就是这三种基础图形：

在介绍光栅化之前，首先来补充 OpenGL 中的两个非常重要的概念：

而光栅化是把点、线、三角形映射到屏幕上的像素点的过程。