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:
- 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.
- 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.
- Использование B-сплайнов. Они применяются для отрисовки кривых по имеющимся опорным точкам.
- Удаление невидимых линий и поверхностей, Z-буферизация.
- 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.
- 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.
- 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.
- Освещение. Дает возможность задавать разнообразные источники света, а также их интенсивность, расположение и иные параметры.
- 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.
- Прозрачность эффектов.
- Использование списков изображений.
- 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:
- Стабильность. Дополнения и изменения в стандарте реализуются так, чтобы удалось сохранить совместимость с ранее созданным программным обеспечением.
- 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.
- 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!
