OpenGL是个专业的3D程序接口,是一个功能强大,调用方便的底层3D图形库。OpenGL的前身是SGI公司为其图形工作站开发的IRIS GL。IRIS GL是一个工业标准的3D图形软件接口,功能虽然强大但是移植性不好,于是SGI公司便在IRIS GL的基础上开发了OpenGL。OpenGL的英文全称是“Open Graphics Library”,顾名思义,OpenGL便是“开放的图形程序接口”。虽然DirectX在家用市场全面领先,但在专业高端绘图领域,OpenGL是不 能被取代的主角。
OpenGL是个与.硬件无关的软件接口,可以在不同的平台如Windows 95、Windows NT、Unix、Linux、MacOS、OS/2之间进行移植。因此,支持OpenGL的软件具有很好的移植性,可以获得非常广泛的应用。由于 OpenGL是3D图形的底层图形库,没有提供几何实体图元,不能直接用以描述场景。但是,通过一些转换程序,可以很方便地将AutoCAD、3DS等 3D图形设计软件制作的DFX和3DS模型文件转换成OpenGL的顶点数组。
在OpenGL的基础上还有Open Inventor、Cosmo3D、Optimizer等多种高级图形库,适应不同应用。其中,Open Inventor应用最为广泛。该软件是基于OpenGL面向对象的工具包,提供创建交互式3D图形应用程序的对象和方法,提供了预定义的对象和用于交互 的事件处理模块,创建和编辑3D场景的高级应用程序单元,有打印对象和用其它图形格式交换数据的能力。
OpenGL的发展一直处于一种较为迟缓的态势,每次版本的提高新增的技术很少,大多只是对其中部分做出修改和完善。1992年7月,SGI公司发布了 OpenGL的1.0版本,随后又与微软公司共同开发了Windows NT版本的OpenGL,从而使一些原来必须在高档图形工作站上运行的大型3D图形处理软件也可以在微机上运用。1995年OpenGL的1.1版本面 市,该版本比1.0的性能有许多提高,并加入了一些新的功能。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。OpenGL 1.5又新增了“OpenGL Shading Language”,该语言是“OpenGL 2.0”的底核,用于着色对象、顶点着色以及片断着色技术的扩展功能。
OpenGL 2.0标准的主要制订者并非原来的SGI,而是逐渐在ARB中占据主动地位的3Dlabs。2.0版本首先要做的是与旧版本之间的完整兼容性,同时在顶点 与像素及内存管理上与DirectX共同合作以维持均势。OpenGL 2.0将由OpenGL 1.3的现有功能加上与之完全兼容的新功能所组成(如图一)。借此可以对在ARB停滞不前时代各家推出的各种纠缠不清的扩展指令集做一次彻底的精简。此 外,硬件可编程能力的实现也提供了一个更好的方法以整合现有的扩展指令。
目前,随着DirectX的不断发展和完善,OpenGL的优势逐渐丧失,至今虽然已有3Dlabs提倡开发的2.0版本面世,在其中加入了很多类似于DirectX中可编程单元的设计,但厂商的用户的认知程度并不高,未来的OpenGL发展前景迷茫。
Open GL现状
Open GL仍然是唯一能够取代微软对3D图形技术的完全控制的API。它仍然具有一定的生命力,但是Silicon Graphics已经不再以任何让微软不悦的方式推广Open GL,因而它存在较高的风险。游戏开发人员是一个有着独立思想的群体,很多重要的开发人员目前仍然在使用Open GL。因此,硬件开发商正在设法加强对它的支持。Direct3D目前还不能支持高端的图形设备和专业应用; Open GL在这些领域占据着统治地位。最后,开放源码社区(尤其是Mesa项目)一直致力于为任何类型的计算机(无论它们是否使用微软的操作系统)提供Open GL支持。
高级功能
OpenGL被设计为只有输出的,所以它只提供渲染功能。核心API没有窗口系统、音频、打印、键盘/鼠标或其它输入设备的概念。虽然这一开始看起来像是 一种限制,但它允许进行渲染的代码完全独立于他运行的操作系统,允许跨平台开发。然而,有些整合于原生窗口系统的东西需要允许和宿主系统交互。这通过下列 附加API实现: * GLX - X11(包括透明的网络) * WGL - Microsoft Windows
另外,GLUT库能够以可移植的方式提供基本的窗口功能。
DirectX
DirectX是一种应用程序接口(API),它可让以windows为平台的游戏或多媒体程序获得更高的执行效率,加强3d图形和声音效果,并提供设计 人员一个共同的硬件驱动标准,让游戏开发者不必为每一品牌的硬件来写不同的驱动程序,也降低用户安装及设置硬件的复杂度。这样说是不是有点不太明白,其实 从字面意义上说,Direct就是直接的意思,而后边的X则代表了很多的意思,从这一点上我们就可以看出DirectX的出现就是为了为众多软件提供直接 服务的。
举个例子吧,骨灰级玩家(玩游戏比较长的)以前在DOS下玩游戏时,可不像我们现在,安装上就可以玩了,他们往往首先要先设置声卡的品牌和型号,然后还要 设置IRQ(中断)、I/O(输入于输出)、DMA(存取模式),如果哪项设置的不对,那么游戏声音就发不出来。这部分的设置不仅让玩家伤透脑筋,而且对 游戏开发者来说就更头痛了,因为为了让游戏能够在众多电脑中正确运行,开发者必须在游戏制作之初,便需要把市面上所有声卡硬件数据都收集过来,然后根据不 同的 API(应用编程接口)来写不同的驱动程序,这对于游戏制作公司来说,是很难完成的,所以说在当时多媒体游戏很少。微软正是看到了这个问题,为众厂家推出 了一个共同的应用程序接口——DirectX,只要这个游戏是依照Directx来开发的,不管你是什么显卡、声卡、统统都能玩,而且还能发挥更佳的效 果。当然,前提是你的显卡、声卡的驱动程序也必须支持DirectX才行。
DirectX是由很多API组成的,按照性质分类,可以分为四大部分,显示部分、声音部分、输入部分和网络部分。
显示部分担任图形处理的关键,分为DirectDraw(DDraw)和Direct3D(D3D),前者主要负责2D图像加速。它包括很多方面:我们播 放mpg、DVD电影、看图、玩小游戏等等都是用的DDraw,你可以把它理解成所有划线的部分都是用的DDraw。后者则主要负责3D效果的显示,比如 CS中的场景和人物、FIFA中的人物等等,都是使用了DirectX的Direct3D。
声音部分中最主要的API是DirectSound,除了播放声音和处理混音之外,还加强了3d音效,并提供了录音功能。我们前面所举的声卡兼容的例子,就是利用了DirectSound来解决的。
输入部分DirectInput可以支持很多的游戏输入设备,它能够让这些设备充分发挥最佳状态和全部功能。除了键盘和鼠标之外还可以连接手柄、摇杆、模拟器等。
网络部分DirectPlay主要就是为了具有网络功能游戏而开发的,提供了多种连接方式,TPC/IP,IPX,Modem,串口等等,让玩家可以用各种连网方式来进行对战,此外也提供网络对话功能及保密措施。
DirectX并不是一个单纯的图形API,它是由微软公司开发的用途广泛的API,它包含有Direct Graphics(Direct 3D Direct Draw)、Direct Input、Direct Play、Direct Sound、Direct Show、Direct Setup、Direct Media Objects等多个组件,它提供了一整套的多媒体接口方案。只是其在3D图形方面的优秀表现,让它的其它方面显得暗淡无光。DirectX开发之初是为 了弥补Windows 3.1系统对图形、声音处理能力的不足,而今已发展成为对整个多媒体系统的各个方面都有决定性影响的接口。 DirectX 是一组低级“应用程序编程接口 (API)”,可为 Windows 程序提供高性能的硬件加速多媒体支持。Windows 支持 DirectX 8.0,它能增强计算机的多媒体功能。使用 DirectX 可访问显卡与声卡的功能,从而使程序可提供逼真的三维 (3D) 图形与令人如醉如痴的音乐与声音效果。 DirectX 使程序能够轻松确定计算机的硬件性能,然后设置与之匹配的程序参数。该程序使得多媒体软件程序能够在基于 Windows 的具有 DirectX 兼容硬件与驱动程序的计算机上运行,同时可确保多媒体程序能够充分利用高性能硬件。 DirectX 包含一组 API,通过它能访问高性能硬件的高级功能,如三维图形加速芯片和声卡。这些 API 控制低级功能(其中包括二维 (2D) 图形加速)、支持输入设备(如游戏杆、键盘和鼠标)并控制着混音及声音输出。