OpenGL的工作流程

OpenGL的工作流程


1． 幾何操作
（1） 針對每個頂點的操作
每個頂點的空間座標需要經過模型取景矩陣變換、法向矢量矩陣變換，若允許紋理自動生成，則由變換後的頂點座標所生成的新紋理座標替代原有的紋理座標，再經過當前紋理矩陣變換，傳遞到幾何要素裝配步驟。
（2） 幾何要素裝配
不同的幾何要素類型決定採取不同的幾何要素裝配方式。若使用平直明暗處理，線或多邊形的所有頂點顏色則相同；若使用裁剪平面，裁剪後的每個頂點的空間座標由投影矩陣進行變換，再由標準取景平面進行裁剪，再進行視口和深度變換操作。如果幾何要素是多邊形，還要做剔除檢驗，最後生成點圖案、線寬、點尺寸的像素段，並賦上顏色、深度值。
2． 像素操作
由主機讀入的像素首先解壓縮成適當的組份數目，然後進行數據放大、偏置，並經過像素映射處理，根據數據類型限制在適當的取值範圍內，像素最後寫入紋理內存，使用紋理映射或光柵化生成像素段；如果像素數據由幀緩衝區讀入，則執行放大、偏置、映射、調整等像素操作，再以適當的格式壓縮。像素拷貝操作相當於解壓縮和傳輸操作的組合，只是壓縮和解壓縮不是必須的，數據寫入幀緩衝區前的傳輸操作只發生一次。
3． 像素段操作
當使用紋理映射時，每個遊戲像素段將產生紋素，再進行霧效果計算、反走樣處理。接着進行裁剪處理、一致性檢驗（只在RGBA模式下使用）、模板檢驗、深度緩衝區檢驗和抖動處理。若採用顏色索引模式，像素還要進行邏輯操作；在RGBA模式下則進行混合操作。
根據着色模式不同，決定像素段採取顏色屏蔽還是指數屏蔽，屏蔽操作之後的像素段將寫入到適當的幀緩衝區。如果像素寫入模板或深度緩衝區，則進行模板和深度檢驗屏蔽，而不用執行混合、抖動和邏輯操作。
對於創建一個三維圖形的基本步驟，大致可以包括以下三個主要環節：
（1）建模：包括幾何建模和行爲建模，幾何建模處理物體的幾何和形狀的表示，行爲建模處理物體的運動和行爲的描述； 
（2）設置視點：描述觀察者的空間位置；
（3）設置環境：描述環境的特徵，如：光源、空氣能見度等。
OpenGL的繪製過程多種多樣，內容非常豐富，主要提供以下幾種對三維物體的繪製方式：
（1） 線框繪製方式（Wire frame）：繪製三維物體的網格輪廓線。
（2） 深度優先線框繪製方式（Depth cued）：採用線框方式繪圖，使遠處的物體比近處的物體暗一些，以模擬人眼看物體的效果。
（3） 反走樣線框繪製方式（Antialiased）：採用線框方式繪圖，繪製時採用反走樣技術，以減少圖形線條的參差不齊。
（4） 平面明暗處理方式（Flat shading）：對模型的平面單元按光照進行着色，但不進行光滑處理。
（5） 光滑明暗處理方式（Smooth shading）：對模型按光照繪製的過程進行光滑處理，這種方式更接近於現實。
（6） 加陰影和紋理的方式（Shadow and Texture）：在模型表面貼上紋理甚至加上光照陰影效果，使三維場景像照片一樣逼真。
（7） 運動模糊繪製方式（Motion blured）：模擬物體運動時人眼觀察所覺察到的動感模糊現象。
（8） 大氣環境效果（Atmosphere effects）：在三維場景中加入霧等大氣環境效果，使人有身臨其境之感。 
（9） 深度域效果（Depth of effects）：類似於照相機鏡頭效果，模擬在聚焦點處清晰。