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黄色 - 性能优化（建议）
绿色 - 流程图
紫色- 概念定义
红色- 重点注意
蓝色- 知识点

图书框架

第一章基本概念

变换、投影、光栅化、着色、纹理、混合

复习展开

第二章项目实践

配置MacOS项目
了解OpenGL必备库
- GLUT
示例代码

《OpenGL超级宝典第五版》——基本概念

第三章基本渲染

分类如下：

渲染流程：客户端-服务器模式

坐标系
- 正投影
- 透视投影
存储着色器
- 属性Attributes
- 变量Uniform
3D坐标空间=>2D屏幕投影（图形绘制）

“我们关心的不是物理屏幕坐标和像素，而是视景体中的位置坐标。将这些点、线和三角形从创建的3D空间投影到计算机屏幕上的2D图形则是着色器程序和光栅化硬件所要完成的工作”

点、线、多边形绘制
裁剪测试

混合
- 颜色混合
- 混合方程式
- 抗锯齿
- 多重采样

第四章基本变换

数学概念
- 向量、矩阵
- 点乘、叉乘
变换
- 视觉坐标
- 视图变换
- 模型变换
- 投影变换
- 视口变换
- 模型视图二元性（A/B对象相对变换）
模型视图：移动变换矩阵的构造
投影矩阵
- 正投影矩阵
- 透视投影
- 模型视图投影矩阵（模型相对视图）
变换管线（顶点变换管线👇）

角色移动（3D环境中渲染流程）

角色移动的实现
- 角色帧——存储移动的数据结构
- 照相机管理——移动过程，变换的管理

第五章基础纹理

纹理贴图、位图、像素图、
纹理载入、像素包装、颜色缓冲区读取、纹理参数
纹理单元、纹理坐标、环绕模式
纹理过滤
- 最邻近过滤
- 线性过滤
Mip贴图
- Mip贴图过滤
各向异性过滤
纹理压缩、图片压缩

句柄(Handle)：是计算机中用于间接访问资源的整数标识符。

句柄是由管理该对象的模块负责生成和释放,使用者不需要关心其内部实现。

第六章基本着色器

着色器内建函数
模拟光线、表面法线、顶点照明、漫反射、环境反射、镜面反射
ADS着手、Phone着色算法
侵蚀着色器、卡通着色器

第七章高级纹理

图像纹理、矩形纹理、立方体贴图
多重纹理
Point Sprite （点精灵）、旋转点精灵顶点
纹理代理

学习过程

建立Mac OS 项目

MacOS配置Xcode上的OpenGL环境，给出详细步骤和示例代码，以供调试?

绘制三角形示例程序

对于MacOS配置Xcode上的OpenGL环境,可以按以下步骤进行:

安装Xcode 在Mac App Store中搜索Xcode并安装最新版的Xcode。Xcode中已经包含了OpenGL和其他开发框架。
创建OpenGL项目打开Xcode,选择"Create a new Xcode project",选择"MacOS"和"Command Line Tool"项目模板。
配置OpenGL框架在TARGETS的General设置里,在Linked Frameworks and Libraries中点击"+",搜索并添加OpenGL和GLUT框架。
添加OpenGL代码在main.cpp中添加OpenGL初始化和绘制代码
编译并运行点击Xcode中的"Run"按钮,如果成功会出现一个黑色窗口并绘制一个白色三角形。

#include <OpenGL/OpenGL.h>
#include <GLUT/GLUT.h>

int main(int argc, char** argv){

  // 初始化GLUT库
  glutInit(&argc, argv); 
  // 设置显示模式
  glutInitDisplayMode(GLUT_SINGLE | GLUT_RGB);
  // 创建窗口
  glutCreateWindow("OpenGL Demo");

  // 调用绘制函数
  glutDisplayFunc(DrawScene);

  // 启动消息循环
  glutMainLoop();

  return 0;
}

// 绘制函数
void DrawScene(){
  // 清空颜色缓冲
  glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
  // 绘制一个三角形
  glBegin(GL_TRIANGLES);
    glVertex2f(-0.5, -0.5);
    glVertex2f(0.5, -0.5); 
    glVertex2f(0, 0.5);
  glEnd();

  // 交换缓冲区
  glFlush();
}

如何配置Define GL_SILENCE_DEPRECATION to silence these warnings?

OpenGL代码所在的cpp文件中,在包含OpenGL头文件之前定义:

cpp
Copy code
#define GL_SILENCE_DEPRECATION
#include <OpenGL/OpenGL.h>

或者在编译设置的Other C++ Flags中加上: -DGL_SILENCE_DEPRECATION

这将定义GL_SILENCE_DEPRECATION宏,告诉OpenGL头文件屏蔽deprecated的函数调用警告。

解决版本兼容问题

《深入理解OpenGL,WebGL和OpenGL ES》

性能优化

画面流畅的建议

“随着机器、驱动程序版本等因素的改变，帧速率也将随之改变，这将在不同的机器上产生不可预料的动画速率。但是，时间则是以恒定速度流动的，不管帧速率如何。更高的帧速率应该会产生更平滑的动画，而不是更快的动画。”

// 基于时间的动画
static CstopWatch rotTimer;
float yRot = rotTimer.GetElapsedSeconds() * 60.0f;

// 而不是，基于帧
yRot += 1.0f;
m3dRotationMatrix44(mRotate, m3dDegToRad(yRot), 0.0f, 1.0f, 0.0f);

矩阵定义

GLfloat matrix[16]; 　　　　　　// Nice OpenGL friendly matrix
GLfloat matrix[4][4];　　　　　// Popular, but not as efficient for OpenGL

着色器优化

一个着色器性能优化的常规原则是，将尽可能多的处理过程移出片段着色器而放入顶点着色器

开销很大的正弦和余弦函数，从片段着色计算转移到顶点着色器中

uniform matrix mvp;
in vec4 position;
in float angle;

out mat2 rotation_matrix;

void main(void)
{
　　const float sin_theta = sin(angle);
　　const float cos_theta = cos(angle);
　　rotation_matrix = mat2(cos_theta, sin_theta,
　　　　　　　　　　-sin_theta, cos_theta);
　　gl_Position = mvp * position;
}

uniform sampler2D sprite_texture;

in mat2 rotation_matrix;

out vec4 color;

void main(void)
{
　　const vec2 pt = gl_PointCoord – vec2(0.5);
　　color = texture(sprite_texture, rotation_matrix * pt + vec2(0.5));
}

参考

OpenGL学习：learnopengl.com/

OpenGL学习（中文版）：learnopengl-cn.github.io/

《计算机图形学》

《OpenGL超级宝典第五版》

OpenGL学习——基本概念

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第一章 基本概念

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第二章 项目实践

第三章 基本渲染

第四章 基本变换

第五章 基础纹理

第六章 基本着色器

第七章 高级纹理