1、图形API
OpenGL(Open Graphics Library)是开放的图形库，是用于渲染2D、3D矢量图形的跨语言、跨平台的应用程序编程接口(API)
OpenGL 主要是针对PC端(Mac\Win)的图形图像的渲染。
OpenGL ES 主要是针对移动端(iOS/安卓)的图形图像的渲染。
OpenGL与OpenCV
前者是渲染、显示最后以位图形式展现出来。
后者主要是人脸/人身/物体识别，与人工智能相结合。
Metal与OpenGL ES
Metal是APPLE为了游戏开发者提供的心的平台技术，该技术能够为3D图提告10倍的渲染性能，为解决3D渲染推出的框架。
OpenGL ES是OpenGL三维图的子集，针对手机、pad和游戏主机等嵌入设备准备设计的。
Directx由多个API组成，只支持Windows系统，不是跨平台的框架。是Windows上的多媒体处理框架。
2、上下文(context)
- 调用任何OpenGL指令之前，需要创建一个OpenGL的上下文，这个上下文就是一个非常庞大的状态机，保存着OpenGL的各种状态，这也是OpenGL指令执行的基础。
- OpenGL的函数本质是对OpenGL的上下文这个庞大的状态机的某个状态或者对象进行操作。通过对OpenGL指令的封装，可以将OpenGL相关的调用封装称为一个面向对象的API。
- 由于OpenGL上下文是一个巨大的状态机，切换上下文往往会长生较大的开销，绘制不同模块，需要完全独立的状态管理。所以可以创建多个不同的上下文，在不同线程中使用不同的上下文，上下文之间共享的纹理，缓冲区等资源。这样，会比反复切换上下文，或者大量修改渲染状态，更加合理高效。
3、OpenGL状态机
状态机描述了一个对象在生命周期内所经历的各种状态，状态间的转变，发生转变的动因，条件及所执行的活动。或者说，状态机是一种行为，说明对象在其生命周期中相应事件所经历的状态序列以及对某些状态事件的响应，因此具有一下特点：
- 具有记忆功能，记录当前的状态
- 有输入有输出，可以修改当前的状态。
- 当进入停机的时候，不再接受输入，停止工作。
4、渲染
将图形/图像数据转换成2D空间图像操作叫做渲染。
5、顶点数组[VertexArray]和顶点缓冲区[VertexBuffer]
- 画图一般是先画骨架，再往骨架填充颜色，OpenGL也是一样，顶点数据就是所谓的骨架，但是OpenGL的图像都是由图元组成。OpenGL ES有三种类型的图元：点、线、三角形。顶点数组就是存储在内存中的顶点数据。提高性能的方法是提前开一块显存，将顶点数据预先存入到显存中，这部分的显存，就是顶点缓存区
- 顶点是指绘制图形时顶点位置的数据，这个数据可以直接存储在数组中或者缓存到GPU中。
6、着色器程序(glProgram)
- 就全面的将固定渲染管线结构变为了可编程的渲染管线。因此，OpenGL在实际调用绘制函数之前，还需要shader编译成的着色器程序。常见的着色器主要有顶点着色器(VertexShader)、片段着色器（FragmentShader）/像素着色器(PiexlShader)、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的叫法不同。到OpenGL，依然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shader时，和其他编译器一样，通过编译、链接等步骤，生成了着色器程序。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。 - 管线:在OpenGL下渲染图形，就会经历一个一个节点。这样的操作可以理解成管线
-
固定管线/存储着色器
早期的OpenGL的固定shader去完成图形的渲染，开发者只要传入相应的参数，就可以完成图形的渲染。但是固定管线或者存储着色器无法完成每一个业务，此时将相关部分开放成可编程的。 -
顶点着色器 VertexShader
一般来处理图形每个顶点变换(旋转/平移/投影等)
顶点着色器是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。
需要计算的顶点属性包括顶点坐标变换，逐顶点光照运算等。顶点坐标由自身坐标系转换到归一化坐标系到运算，就是在这里发生的。 -
片元着色器 FragmentShader
一般处理图形中每个像素点元素和填充。
片段着色器是用于计算片段颜色的程序，它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，当然也是并行的。
7、着色语言GLSL(OpenGL Shading Language)
用来在OpenGL中着色程序的语言，即开发人员写的短小的自定义程序，在图形卡的GPU上执行的，GLSL着色器代码分为顶点着色器和片元着色器两个部分。
8、光栅化Rasterization
- 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像的作用。特点是每一个元素对应帧缓冲区中一像素
- 光栅化就是将几个图元变为二维图像的过程
- 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
9、纹理
- 纹理可以理解为图片，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，在这里使用图片，即纹理。
10、混合
- 在测试阶段、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颜色附着的颜色进行混合、混合算法可以通过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.
11、变换矩阵和投影矩阵
- 图形需要发生平移、缩放、旋转用变换矩阵（Transformation）。
- 将3D坐标转换为二位屏幕坐标，实际线条也将在二维坐标下进行绘制。即投影矩阵（Projection）。
12、渲染上屏/交换缓冲区(SwapBuffer)
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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。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。
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为了解决这个问题，常规的OpenGL程序⾄少都会有两个缓冲区。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，实现图像在屏幕上显示。
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由于显示器的刷新⼀般是逐⾏进⾏的，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，交换一般会等待显示器刷新完成的信号，在显示器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。
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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。为了解决这个问题，引⼊了三缓冲区技术。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，实现充分利利⽤硬件性能的⽬的。
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