OpenGL学习总结-OpenGL功能总结（六）

一、基础图形渲染

• 顶点处理：处理顶点数据的变换和光栅化过程，支持顶点着色器、几何着色器、细分着色器等。包括图元渲染（通过不同绘制方式如点、线、三角形、矩形等渲染几何图形）、矩阵变换（支持平移、缩放、旋转等，适用于 2D 和 3D 物体转换，如 glTranslatef、glRotatef、glScalef 等）、着色器程序（通过顶点着色器、片段着色器、几何着色器、细分着色器等编写自定义渲染逻辑，如 glShaderSource、glCompileShader、glLinkProgram 等）、光栅化（从顶点数据生成像素，并确定每个像素的颜色和深度）。
• 正射投影：将物体投影到一个平面，适合做 2D 图形和某些 3D 场景的渲染，如 glOrtho。
• 透视投影：模拟人眼视角的透视效果，使物体在距离远近的基础上显示不同大小，如 glFrustum、gluPerspective 等。
• 视口：定义渲染区域的大小，通常与窗口的尺寸匹配，如 glViewport。

二、光照与材质

• 光源处理：支持多种光源类型，如点光源、平行光源、聚光灯等，如 glLight、glLightModeli 等。
• 材质处理：定义物体的表面特性，如反射、光泽、透明度等，如 glMaterialfv、glMaterialf 等。
• 光照模型：如环境光、漫反射光、镜面反射光等，如 glEnable (GL_LIGHTING)、glEnable (GL_LIGHT0) 等。

三、纹理映射

• 2D 纹理：将图像应用到 3D 对象的表面，提供表面细节，如 glTexImage2D、glTexParameteri 等。
• 3D 纹理：将 3D 图像数据应用到对象上，常用于体积渲染。
• 环境映射：创建反射或折射效果，例如立方体映射（Cube Mapping）。
• 多重纹理：同时应用多个纹理到一个物体表面。

四、缓冲区与帧缓冲

• 顶点缓冲对象（VBO）：用于存储顶点数据，以便 GPU 处理，如 glGenBuffers、glBindBuffer、glBufferData 等。
• 元素缓冲对象（EBO）：用于存储顶点索引数据，减少内存占用并加速渲染，如 glGenBuffers、glBindBuffer、glBufferData 等。
• 帧缓冲对象（FBO）：允许渲染到纹理或其他附加的目标，而不是默认的窗口缓冲，如 glGenFramebuffers、glBindFramebuffer、glFramebufferTexture 等。
• 深度缓冲区与模板缓冲区：用于深度测试、模板测试等操作，如 glEnable (GL_DEPTH_TEST)、glClear (GL_DEPTH_BUFFER_BIT) 等。

五、渲染管线与着色器

• 着色器类型：顶点着色器（用于变换顶点坐标并将它们传递到片段着色器）、片段着色器（计算每个片段的颜色，用于渲染物体表面的光照、纹理等）、几何着色器（在顶点和片段着色器之间，可以生成或修改几何图形）、计算着色器（用于非图形计算任务，利用 GPU 并行计算）、细分着色器（用于细分曲面或多边形，增加模型的细节）。
• 程序对象：将多个着色器组合成一个程序并链接，如 glCreateShaderProgramv。

六、多重渲染与抗锯齿

• MSAA（多重采样抗锯齿）：用于减少渲染中图形的锯齿效应，如 glEnable (GL_MULTISAMPLE)。
• 纹理采样：使用不同的纹理采样模式，如线性插值、最近邻采样等，如 glTexParameteri。

七、立体渲染与帧速率

• 立体渲染：生成双眼图像，实现 3D 立体显示。
• V-Sync（垂直同步）：控制渲染帧率，避免图像撕裂现象，如 glfwSwapInterval (1)。

八、计算与图像处理

• 计算着色器：允许开发者在 GPU 上执行计算任务，如物理模拟、图像处理等。
• 图像处理：通过帧缓冲和着色器进行后期处理，创建诸如模糊、边缘检测、色调映射等效果，如 HDR、Bloom、Post-Processing 等。

九、调试与性能

• 调试功能：OpenGL 提供了一些调试扩展和工具（如 OpenGL Debug Output）。
• 性能优化：通过查询性能计数器、缓存优化、减少状态切换等优化渲染效率。

十、高级功能

• 实例化渲染：通过一个单独的命令绘制多个对象，减少绘制调用，如 glDrawArraysInstanced。
• 计算着色器与 GPU 计算：在图形以外的领域（如科学计算、机器学习等）利用 GPU 并行计算。
• 虚拟纹理与流式纹理：允许处理和渲染大规模的纹理，如在游戏中使用高分辨率纹理的同时保持内存效率。
• 顶点流式处理：逐步传递数据，适用于动态或变化的场景。

十一、跨平台与扩展

• OpenGL 扩展：OpenGL 允许硬件厂商提供扩展，增强其功能，例如 NVIDIA 的 GL_NV、ATI 的 GL_ATI 等。
• 跨平台支持：OpenGL 支持各种操作系统（Windows、Linux、macOS），并可以与其他图形 API（如 Vulkan、DirectX）一起使用。

十二、多线程与并行计算

• 多线程渲染：OpenGL 本身是单线程的，但可以通过多线程管理不同的渲染任务。通过合理分配任务和使用多个上下文，可以在多核处理器上提高渲染性能。
• 并行计算：允许开发者利用 GPU 进行并行计算，进行大规模的物理模拟、AI 计算等。计算着色器不一定需要与图形渲染挂钩，如 glDispatchCompute。

十三、深度与模板测试

• 深度测试：OpenGL 使用深度缓冲区来实现正确的遮挡关系，确保远处的物体不会遮挡近处的物体，如 glEnable (GL_DE