OpenGL (Open Graphics Library)是⼀一个跨编程语⾔言、跨平台的编程图形程序接⼝，它将计
算机的资源抽象称为⼀一个个OpenGL的对象，对这些资源的操作抽象为⼀个个的OpenGL指令
OpenGL ES (OpenGL for Embedded Systems)是 OpenGL 三维图形 API 的⼦子集，针对⼿手机、PDA和游戏主机等嵌⼊入式设备⽽而设计，去除了了许多不不必要和性能较低的API接⼝口。
DirectX 是由很多API组成的，DirectX并不不是⼀一个单纯的图形API. 最重要的是DirectX是属于 Windows上⼀一个多媒体处理理API.并不不⽀支持Windows以外的平台,所以不不是跨平台框架. 按照性 质分类，可以分为四⼤大部分，显示部分、声⾳音部分、输⼊入部分和⽹网络部分.
Metal : Metal: Apple为游戏开发者推出了了新的平台技术 Metal，该技术能够为 3D 图 像提⾼高 10 倍的渲染性能.Metal 是Apple为了了解决3D渲染⽽而推出的框架
OpenGL 专业名词解析 OpenGL
1.上下⽂(context)
在应⽤用程序调⽤用任何OpenGL的指令之前，需要安排⾸首先创建⼀一个OpenGL的 上下⽂文。这个上下⽂文是⼀一个⾮非常庞⼤大的状态机，保存了了OpenGL中的各种状 态，这也是OpenGL指令执⾏行行的基础
OpenGL的函数不不管在哪个语⾔言中，都是类似C语⾔言⼀一样的⾯面向过程的函数，本质上都是对OpenGL上下文这个庞⼤的状态机中的某个状态或者对象 进⾏行行操作，当然你得⾸先把这个对象设置为当前对象。因此，通过对 OpenGL指令的封装，是可以将OpenGL的相关调⽤用封装成为一个⾯面向对象的图形API的
由于OpenGL上下⽂是⼀个巨⼤大的状态机，切换上下⽂往往会产⽣较大的开 销，但是不同的绘制模块，可能需要使⽤完全独⽴的状态管理。因此，可 以在应⽤用程序中分别创建多个不不同的上下文，在不同线程中使⽤用不同的上下文，上下文之间共享纹理、缓冲区等资源。这样的⽅案，会比反复切换 上下文，或者⼤量修改渲染状态，更合理高效的.
2.状态机
状态机是理理论上的一种机器.这个非常难以理解.所以我们把这个状态机这么理解.状态机描述了一个对象在其生命周期内所经历的各种状态，状态间的 转变，发⽣生转变的动因，条件及转变中所执⾏的活动。或者说，状态机是 ⼀种行为，说明对象在其⽣命周期中响应事件所经历的状态序列列以及对那 些状态事件的响应。因此具有以下特点:
有记忆功能，能记住其当前的状态
可以接收输入，根据输入的内容和⾃自己的原先状态，修改己当前状态，并且可以有对应输出
当进⼊入特殊状态(停机状态)的时候，变不再接收输入，停止工作;
类推到OpenGL 中来,可以这么理理解:
OpenGL可以记录⾃自⼰己的状态(如当前所使⽤用的颜⾊色、是否开启了了混合 功能等)
OpenGL可以接收输⼊(当调⽤用OpenGL函数的时候，实际上可以看成 OpenGL在接收我们的输入)，如我们调⽤用glColor3f，则OpenGL接收到 这个输入后会修改⾃自⼰己的“当前颜色”这个状态;
OpenGL可以进⼊入停止状态，不再接收输入。在程序退出前，OpenGL总会先停⽌工作的;
3.渲染:将图形/图像数据转换成3D空间图像操作叫做渲染(Rendering).
4.顶点数组(VertexArray)和顶点缓冲区(VertexBuffer)
画图⼀般是先画好图像的骨架，然后再往骨架里面填充颜⾊色，这对于 OpenGL也是⼀一样的。顶点数据就是要画的图像的骨架，和现实中不不同的 是，OpenGL中的图像都是由图元组成。在OpenGLES中，有3种类型的图元:点、线、三⻆角形。那这些顶点数据最终是存储在哪⾥里里的呢?开发者可 以选择设定函数指针，在调⽤绘制方法的时候，直接由内存传入顶点数据，也就是说这部分数据之前是存储在内存当中的，被称为顶点数组。而 性能更高的做法是，提前分配⼀块显存，将顶点数据预先传⼊到显存当中。这部分的显存，就被称为顶点缓冲区
顶点指的是我们在绘制⼀个图形时,它的顶点位置数据.而这个数据可以直接存储在数组中或者将其缓存到GPU内存中
5.管线:在OpenGL下渲染图形,就会有经历⼀个个节点.而这样的操作可以理理解管线.大家可以想象成流水线.每个任务类似流水线般执行.任务之间有先后顺序. 管 线是⼀个抽象的概念，之所以称之为管线是因为显卡在处理理数据的时候是按照一个固定的顺序来的，⽽且严格按照这个顺序。就像⽔水从一根管子的一端流到 另⼀一端，这个顺序是不不能打破的
6.固定管线/存储着色器
在早期的OpenGL版本,它封装了了很多种着⾊器程序块内置的一段包含了光照、坐标变换、裁剪等等诸多功能的固定shader程序来完成,来帮助开发者来完成图形的渲染. 而开发者只需要传⼊入相应的参数,就能快速完成图形的渲染. 类似于iOS开发会封装很多API,而我们只需要调用,就可以实现功能.不需要关注底层实现原理理
但是由于OpenGL 的使⽤用场景⾮常丰富,固定管线或存储着⾊器⽆法完成每⼀个业务.这时将相关部分开放成可编程渲染管线
7.着⾊器程序Shader
就全⾯的将固定渲染管线架构变为了可编程渲染管线。因此，OpenGL在实际调用绘制函数之前，还需要指定⼀个由shader编译成的着色器程序。常 ⻅的着⾊器主要有顶点着⾊器(VertexShader)，⽚段着⾊器(FragmentShader)/像素着⾊器(PixelShader)，⼏何着⾊器 (GeometryShader)，曲⾯细分着⾊器(TessellationShader)。⽚段着⾊器和像素着⾊器只是在OpenGL和DX中的不不同叫法⽽而已。可惜的是，直到 OpenGLES 3.0，依然只⽀持了顶点着⾊器和⽚段着⾊器这两个最基础的着⾊器。
OpenGL在处理理shader时，和其他编译器器一样。通过编译、链接等步骤，⽣成了着⾊器程序(glProgram)，着⾊器程序同时包含了顶点着⾊器和⽚段 着⾊器的运算逻辑。在OpenGL进⾏绘制的时候，⾸先由顶点着⾊器对传入的顶点数据进⾏运算。再通过图元装配，将顶点转换为图元。然后进⾏光 栅化，将图元这种⽮量图形，转换为栅格化数据。最后，将栅格化数据传入⽚段着⾊器中进行运算。⽚段着⾊器会对栅格化数据中的每⼀个像素进 ⾏运算，并决定像素的颜⾊
8.顶点着⾊器(VertexShader)
⼀般用来处理图形每个顶点变换(旋转/平移/投影等)
顶点着⾊器是OpenGL中⽤用于计算顶点属性的程序。顶点着⾊器是逐顶点运算的程序，也就是说每个顶点数据都会执⾏⼀次顶点着⾊器，当然这是并 ⾏行行的，并且顶点着⾊器运算过程中无法访问其他顶点的数据
⼀般来说典型的需要计算的顶点属
9.⽚元着⾊器(FragmentShader)
⼀般⽤用来处理理图形中每个像素点颜⾊计算和填充
⽚段着⾊器是OpenGL中⽤用于计算⽚段(像素)颜⾊的程序。⽚段着⾊器是逐像素运算的程序，也就是说每个像素都会执⾏⼀次⽚段着⾊器，当然也是并⾏行的
10.GLSL(OpenGL Shading Language)
OpenGL着⾊语言(OpenGL Shading Language)是用来在OpenGL中着色编程的语言，也即开发人员写的短小的⾃定义程序，他们是在图形卡的GPU (Graphic Processor Unit图形处理理单元)上执⾏行的，代替了了固定的管线的⼀部分，使渲染管线中不同层次具有可编程性。⽐比如:视图转换、投影转换等。GLSL(GL Shading Language)的着⾊器代码分成2个部分: Vertex Shader(顶点着⾊色器器)和Fragment(⽚片断着⾊色器器)
10.光栅化Rasterization
是把顶点数据转换为⽚元的过程，具有将图转化为⼀个个栅格组成的图象的作用，特点是每个元素对应帧缓冲区中的⼀个像素。
光栅化就是把顶点数据转换为⽚元数据的过程。⽚元中的每一个元素对应于帧缓冲区中的一个像素。光栅化其实是⼀种将几何图元变为二维图像的过程。该过程包含了两部分的工作。第一部分工作:决定窗⼝坐标中的哪些整型栅格区域被基本图元占⽤;第二部分工作:分配⼀个颜色值和⼀个深度值到各个区域。光栅化过程产⽣的是片元
把物体的数学描述以及与物体相关的颜色信息转换为屏幕上用于对应位置的像素及用于填充像素的颜色，这个过程称为光栅化，这是一个将模拟信号转化为离散信号的过程
11.纹理
纹理可以理解为图片. 大家在渲染图形时需要在其编码填充图片,为了使得场景更加逼真.⽽这里使用的图⽚,就是常说的纹理.但是在OpenGL,我们更加习惯叫纹理,⽽不是图片.
12.混合(Blending)
在测试阶段之后，如果像素依然没有被剔除，那么像素的颜⾊将会和帧缓冲区中颜色附着上的颜色进行混合，混合的算法可以通过OpenGL的函数进 ⾏指定。但是OpenGL提供的混合算法是有限的，如果需要更加复杂的混合算法，一般可以通过像素着⾊器进行实现，当然性能会⽐原⽣的混合算法差⼀些.
13.变换矩阵(Transformation)
例如图形想发生平移,缩放,旋转变换.就需要使⽤用变换矩阵.
投影矩阵Projection ⽤于将3D坐标转换为二维屏幕坐标,实际线条也将在二维坐标下进⾏绘制
14.渲染上屏/交换缓冲区(SwapBuffer)
渲染缓冲区一般映射的是系统的资源⽐如窗口。如果将图像直接渲染到窗口对应的渲染缓冲区，则可以将图像显示到屏幕上。
但是，值得注意的是，如果每个窗口只有⼀个缓冲区，那么在绘制过程中屏幕进行了刷新，窗口可能显示出不完整的图像
为了解决这个问题，常规的OpenGL程序⾄至都会有两个缓冲区。显示在屏幕上的称为屏幕缓冲区，没有 显示的称为离屏缓冲区。在⼀个缓冲区渲染完成之后，通过将屏幕缓冲区和离屏缓冲区交换，实现图像在屏幕上的显示。
由于显示器器的刷新⼀般是逐行进⾏的，因此为了防⽌交换缓冲区的时候屏幕上下区域的图像分属于两个 不同的帧，因此交换⼀般会等待显示器刷新完成的信号，在显示器两次刷新的间隔中进⾏交换，这个信号就被称为垂直同步信号，这个技术被称为垂直同步
使⽤了双缓冲区和垂直同步技术之后，由于总是要等待缓冲区交换之后再进行下一帧的渲染，使得帧率 ⽆法完全达到硬件允许的最⾼⽔平。为了了解决这个问题，引⼊入了三缓冲区技术，在等待垂直同步时，来 回交替渲染两个离屏的缓冲区，⽽垂直同步发⽣生时，屏幕缓冲区和最近渲染完成的离屏缓冲区交换，实现充分利用硬件性能的目的