Любая работа за компьютером требует от устройства и от непосредственного пользователя активного взаимодействия с системными элементами, а также с различным программным обеспечением и драйверами. Многие слышали об OpenGL, только мало кто знает, что это вообще такое.

Сегодня предстоит изучить данный элемент. Предстоит выяснить, для чего нужен OpenGL, что он собой представляет, какие функции и особенности имеет. Предложенная информация подойдет для изучения широким пользовательским кругом. Она пригодится как IT-специалистам, так и обычным ПК-пользователям для общего развития.

Определение

OpenGL – это Open Graphics Library. Такое название получила спецификация, определяющая платформонезависимый программный интерфейс для написания приложений с 2D- и 3D-графикой. Работает по лицензии GNU-/EU/. Инструмент, отвечающий за регулировку рендеринга изображений видеокартой.

Расшифровка OpenGL – «открытая графическая библиотека». По данной интерпретации можно понять, что воспользоваться рассматриваемым компонентом имеет право любой разработчик, причем бесплатно.

Области применения

OpenGL – элемент, который широко используется в информационных технологиях. Основными областями его применения выступают:

  • создание видеоигр;
  • поддержка технологий виртуальной реальности;
  • визуализация разного рода проектов;
  • разработка систем автоматизированного проектирования.

Если специалист работает с операционной системой Windows, он чаще всего имеет дело с главным конкурентом рассматриваемом «библиотеки». Речь идет о DirectX.

Ключевые возможности

OpenGL – это специальный программный интерфейс (графический), который поддерживает множество операций и функций. Все они сказываются на графике, отображаемой на устройстве.

Каждому специалисту нужно запомнить, что рассматриваемый элемент включает в себя следующие возможности:

  1. Геометрические и растровые примитивы. На их основе будут строиться все графические объекты. Из геометрических примитивов изучаемая графическая библиотека предоставляет: полигоны, линии, точки. Из растровых: битовые массивы и образы.
  2. Видовые и модельные преобразования. С их помощью получается размещать объекты в пространстве, а также выполнять некоторые действия над ними: вращать, изменять форму, корректировать положение камеры из которой ведется наблюдение за сценой.
  3. Использование B-сплайнов. Они применяются для отрисовки кривых по имеющимся опорным точкам.
  4. Удаление невидимых линий и поверхностей, Z-буферизация.
  5. Работа с цветом. При помощи рассматриваемого инструмента можно работать с цветом в режиме RGBA. Также допускается применение индексного режима. В нем цвет выбирается из предоставленной палитры.
  6. Наложение текстур. Дает возможность добиться реалистичности у объектов. На элемент накладывается текстура (то или иное изображение), в результате чего компонент выглядит не простой фигурой, а разноцветной.
  7. Двойная буферизация. У OpenGL есть не только одинарная, но и двойная буферизация. Она применяется для устранения мерцаний при мультипликации. Изображение каждого кадра сначала рисуется на невидимом (втором) буфере, а потом, когда кадр полностью готов, весь буфер отображается на дисплее устройства.
  8. Освещение. Дает возможность задавать разнообразные источники света, а также их интенсивность, расположение и иные параметры.
  9. Сглаживание. За счет него удается скрыть ступенчатость, свойственную растровым дисплеям. Сглаживание изменяет интенсивность и цвет пикселей около линии. Сама линия будет смотреться на экране без «заломов» и зигзагов.
  10. Прозрачность эффектов.
  11. Использование списков изображений.
  12. Атмосферные эффекты. Сюда можно отнести в качестве примера дым и туман. За счет атмосферных эффектов получается придать объектам/сцене больше реалистичности, а также позволить пользователям «прочувствовать» глубину сцены.

Все это необходимо помнить перед началом работы с библиотекой. Также нужно запомнить ее характерные особенности.

Характерные особенности

OpenGL (сокращенно – GL) имеет некоторые черты, которые выделяют ее из схожих программных интерфейсов. К ним относят:

  1. Стабильность. Дополнения и изменения в стандарте реализуются так, чтобы удалось сохранить совместимость с ранее созданным программным обеспечением.
  2. Переносимость. Приложения, которые используют изучаемую библиотеку, гарантируют одинаковую работу визуальной составляющей проекта независимо от аппаратной составляющей. Это значит, что программы функционируют одинаково на всех операционных системах и при любой организации отображения данных. Они выполняются как на обычных компьютерах, так и на рабочих станциях/суперкомпьютерах.
  3. Простоту применения. GL – стандарт, который обладает хорошо продуманной структурой, а также интуитивно понятным интерфейсом. Это позволяет быстрее создавать эффективные проекты с меньшим количеством строк кода, чем при работе с другими графическими библиотеками. Необходимые функции для обеспечения совместимости с тем или иным оборудованием реализованы на уровне библиотеки. Данный прием значительно упрощает процедуру разработки программного обеспечения.

У GL нет встроенных функций для своей инициализации. Это обусловлено тем, что соответствующая библиотека является независимым от платформы графическим API. Инициализация обеспечивается за счет операционной среды.

Дополнительные библиотеки

У OpenGL поддерживаются почти все функции, необходимые для моделирования и воспроизведения 3D-сцен. Несмотря на это, некоторые возможности, в которых возникает необходимость при работе с графикой, в стандартной библиотеке отсутствуют. В качестве примера можно привести задание положения и направления камеры, с которой будет наблюдаться сцена. Для этого требуется самостоятельно рассчитать модельную матрицу, что бывает весьма проблематично. Именно поэтому у OpenGL поддерживаются вспомогательные инструменты. Они называются библиотеками.

Наиболее известная среди них – GLU. Она является стандартом и поставляется вместе с основным пакетом инструментов OpenGL. Поддерживает ряд сложных функций. Вместе с ней для определения диска или цилиндра потребуется использование всего одной команды. В GLU включены дополнительные функции:

  • для работы со сплайнами;
  • для выполнения операций над матрицами;
  • для обеспечения дополнительных проекций.

Еще одним дополнительным инструментом выступает GLUT. Данный проект независим от платформы. Она используется не только для реализации дополнительных функций OpenGL, но и для предоставления функций работы с окнами, клавиатурой и компьютерной мышкой. Для использования соответствующей библиотеки с GL в определенной операционной системе, требуется провести предварительную настройку GLUT. Она напрямую зависит от конкретной операционной системы.

Также при работе с OpenGL необходимо обратить внимание на GLAUX. Это проект от Microsoft, ориентированный специально на Windows-семейство. Напоминает GLUT, но по своим функциональным возможностям уступает ей. Работает только на Windows.

Другие библиотеки для GL тоже существуют, но они пользуются меньшим спросом. Все они добавляют что-то новое или ориентированы на строго определенные платформы. В качестве примера можно привести GLX. Этот пакет является расширением для X Windows. С помощью него удастся использовать в упомянутой операционной системе изучаемую библиотеку. Рендеринг здесь поддерживается не только локальный, но и по сети.

Что собой представляет OpenGL, понятно. С ключевыми функциями и характерными чертами этого графического интерфейса тоже удалось познакомиться. Освоить работу с ним без существенного труда помогут дистанционные компьютерные курсы. На них в срок от нескольких месяцев до года пользователя научат выбранному направлению. Все занятия проходят в режиме «онлайн» с возможностью просмотра в записи пропущенных трансляций.

Хотите освоить современную IT-специальность? Огромный выбор курсов по востребованным IT-направлениям есть в Otus!