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Overview

開放圖形庫（Open Graphics Library, OpenGL）是一種用於彩色呈現 3D、3D 向量圖形的跨語言、跨平台的 API。截至當下最新的版本為 2017.07.31 發布的 OpenGL 4.6，逐漸有應用程式移除 OpenGL，而改為使用 Vulkan。Vulkan 曾被稱為下一代的 OpenGL。

• OpenGL 與一般函式不一樣，不是呼叫 CPU 做某件事，而是在一個已經建構好的圖形管線（pipeline）中更改參數。
• OpenGL 常用應用在電腦圖形動畫、電影、工程設計、遊戲。也常拿來做為「電腦圖學」的學習工具，作為電腦圖學中 Rendering 的實現（也代表不一定要用 OpenGL）。
• OpenGL 可以透過 GPU 做運算，經過設計後可以進行平行運算。

OpenGL Rendering Pipeling

OpenGL Rendering Pipeline

Rendering Pipeline 代表一系列畫出圖形的過程，如上圖。透過在每個步驟套用不同的參數，最後繪出圖片，代表 OpenGL 的 Rendering Pipeline 中有大量的參數來設定每個步驟。

1. Vertex Data（頂點資料）：假設要將一個 3D 影像繪製到 2D 平面（螢幕）上，則需要先有 3D 影像的各個頂點資料，才能根據當前的攝影機位置（螢幕視角）繪製出結果，因此需要先有 Vertex Data。
2. Vertex Pipeline：頂點資料的轉換。
3. Fragment Pipeline：投影至顯示裝置（螢幕）的轉換。
4. Frame Buffer：輸出

由於 3D 模型原則上可以透過無數的三角面所構成，所以只要會畫三角面，就可以畫出所有種類的東西。當然要用四角面也可以。

在電腦圖學中 Rendering 包含著 Geometry（幾何） 與 Rasterization（光柵化），在 OpenGL 中就是對應到 Vertex Pipeline 與 Fragment Pipeline。

• Geometry：幾何操作
  1. 首先定義物件的 Vertex（頂點）。
  2. 計算這些座標在螢幕上應該出現的位置。
     • 例如頂點轉換，讓原始模型移動、旋轉、縮放到目標位置。並將其投影到相機視角。
  3. 接著根據使用者定義的方法，將各個頂點連成三角形。