Tổng quan OpenGL ES

TỔNG QUAN OPENGL ES

I. Khái niệm
OpenGL (Open Graphics Library) là một bộ thư viện đồ hoạ, bao gồm một tập khoảng 200 hàm, dùng trong các ứng dụng đồ hoạ 2 chiều và 3 chiều.

 OpenGL được viết bằng C/C++, là một ngôn ngữ cấp thấp, vì thế mà OpenGL hỗ trợ được rất nhiều nền tảng khác nhau từ Mac OS, Linux, Windows, ... 

 OpenGL ES (Open Graphics Library for Embedded System) là một phiên bản của OpenGL dành cho các hệ thống nhúng mà tiêu biểu là các thiết bị di động. Phiên bản này gọn nhẹ hơn do đã được bỏ bớt một số thành phần để phù hợp hơn với các thiết bị có cấu hình thấp hơn so với PC.

II. Phiên bản 
OpenGL ES hiên nay có 3 phiên bản là OpenGL ES 1.x, OpenGL ES 2.x và OpenGL ES 3.x

 OpenGL ES 1.x 
Là phiên bản ra đời sớm nhất, OpenGL ES 1.x sử dụng một kỹ thuật có tên gọi là "fix pipeline", nghĩa là quy trình dựng hình đã được cố định, khó có thể thay đổi được. Điều này dẫn đến khả năng tối ưu hoá một cách tối đa cho OpenGL ES 1.x, đặc biệt trên những thiết bị đi động có cấu hình thấp vào thời điểm đó. 

 OpenGL ES 2.x
Là phiên bản ra đời sau OpenGL ES 1.x, OpenGL ES 2.x sử dụng kỹ thuật mới hơn là "programmable pipeline", cho phép sửa đổi lại một vài bước trong quá trình dựng hình, tạo nên sự linh động tuyệt vời, tuy nhiên OpenGL ES 2.x đòi hỏi cấu hình thiết bị cao hơn so với OpenGL ES 1.x.

 OpenGL ES 3.x
Là phiên bản mới nhất hiện nay, dựa trên OpenGL ES 2.x và được thêm vào rất nhiều tính năng mới, nhưng cũng đòi hỏi cấu hình thiết bị cao hơn.

 Đối với các ứng dụng, game thuần 2D hoặc 3D đơn giản, OpenGL ES 1.x là một lựa chọn tối ưu, tuy nhiên đối với các ứng dụng 3D phức tạp, game đồ hoạ cao cấp thì OpenGL ES 2.x và OpenGL ES 3.x là lựa chọn thích hợp hơn.

III. Cấu trúc câu lệnh
Để tránh sự xung đột ngôn ngữ, OpenGL sử dụng tiền tố gl trước các câu lệnh của mình. Ví dụ một câu lệnh cơ bản của OpenGL:
  glVertex2i(1, 3);
Trong đó:
* gl : Tiền tố
* Vertex : Tên lệnh
* 2 : Số lượng tham số truyền vào
* i : Kiểu tham số truyền vào
* (1, 3) : Tham số

IV. Rendering
Rendering là quá trình chuyển đổi từ những dữ liệu 3D như vị trí, màu sắc, ánh sáng,... thành hình ảnh 2D hiển thị trên màn hình.

V. Buffers
Buffers thực chất là một khái niệm được OpenGL đưa ra dùng để trao đổi dữ liệu qua lại giữa các vùng nhớ quản lý bởi CPU và GPU.

Dữ liệu trong buffers thường là dữ liệu cần được xử lý bởi GPU (vị trí, màu sắc, đổ bóng,...).

Cụ thể, khi một chương trình OpenGL ES chạy, các dữ liệu này sẽ được sao chép từ "vùng nhớ CPU quản lý" sang buffers. Sau đó GPU sẽ lấy dữ liệu trong buffers về để xử lý và chạy song song với CPU.

Các bước thao tác với buffers:
1. Generate: Yêu cầu OpenGL ES phát sinh ra một cái mã duy nhất cho buffer. (Lấy số)
2. Bind: Yêu cầu OpenGL ES sử dụng buffer này cho thao tác kế tiếp. (Xếp hàng)
3. Buffer Data: Yêu cầu OpenGL ES cấp phát và khởi tạo vùng nhớ cho buffer, đồng thời sao chép dữ liệu cần thiết từ "vùng nhớ CPU quản lý" sang buffer. (Lấy dữ liệu)
4. Enable or Disable: Chọn lựa lúc nào kích hoạt để OpenGL ES sẽ sử dụng dữ liệu trong buffers. (Kích hoạt)
5. Set Pointers: Mô tả cho OpenGL ES biết cách để sử dụng, truy cập dữ liệu trong buffers. (Mô tả)
6. Draw: Yêu cầu OpenGL ES sử dụng các dữ liệu trong buffers đễ vẽ ra màn hình (Vẽ).
7. Delete: Yêu cầu OpenGL ES xoá những buffers phát sinh trước đó và giải phóng những resource liên quan. (Giải phóng)

Các hàm tương ứng với các bước nêu trên:
1. glGenBuffers()
2. glBindBuffers()
3. glBufferData() or glBufferSubData()
4. glEnableVertexAttribArray() or glDisableVertexAttribArray()
5. glVertexAttribPointer()
6. glDrawArrays() or glDrawElements()
7. glDeleteBuffers()

 VI. Frame buffers
Frame buffers là vùng nhớ chứa thành phẩm của quá trình render (là thông tin của các pixels sẽ được hiển thị lên màn hình).

 Các thao tác Generate, Bind, Delete tương tự như với buffers. Tuy nhiên frame buffers không cần bước lấy dữ liệu (Buffer Data) bởi vì dữ liệu trong frame buffer sẽ được GPU tự động chép vào. Frame buffers cũng được tự động kích hoạt (Enable) và được mô tả dữ liệu để truy cập (Set Pointers).

 Ở một thời điểm có thể có nhiều frame buffers, tuy nhiên những pixel nhìn thấy trên màn hình xuất phát từ một frame buffer đặc biệt có tên gọi là "front frame buffer". 

 Để đảm bảo độ mượt mà, trong quá trình render thì hệ thống thường hiếm khi render trực tiếp lên "front frame buffer" mà sẽ render lên "back frame buffer" (cũng có thể render lên nhiều frame buffer khác bên cạnh "back frame buffer"). Sau khi render thành công lên "back frame buffer" thì "front frame buffer" và "back frame buffer" sẽ đổi chỗ cho nhau gần như tức thì. Bây giờ "back frame buffer" sẽ trở thành "front frame buffer" mới, còn "front frame buffer" hiện tại sẽ trở thành "back frame buffer".


LMinh dịch và sưu tầm
Ebook: LEARING OpenGL ES FOR iOS (Erik M.Buck)

Nhận xét

Đăng nhận xét

Bài đăng phổ biến từ blog này

Property trong Objective-C

PROPERTY TRONG OBJECTIVE-C I. Khai báo //Trong file .h @property  (thuộc tính 1, thuộc tính 2,...) <Kiểu Dữ Liệu> <Tên Property>; //Trong file .m  @synthesize  <Tên Property>; Ví dụ: //Trong file .h @property  (nonatomic, assign)  NSInteger  tuSo; //Trong file .m @synthesize  tuSo; Ghi chú: Dùng từ khóa synthesize để trình biên dịch tự động tạo hai hàm getter và setter (trong điều kiện là ta chưa viết 2 hàm này), nếu ta đã tự viết các hàm setter và getter sẵn rồi thì trình biên dịch sẽ không tạo thêm getter và setter nữa. II. Truy cập <Tên Object>.<Tên Property>; Ví dụ: phanSoA.tuSo;  //Get phanSoA.tuSo = 2;  //Set Tương đương với: [phanSoA tuSo];  //Get [phanSoA setTuSo:2];  //Set III. Các thuộc tính -readwrite:  property có thể đọc và ghi vào biến thể hiện, đây là thuộc tính mặc định. -read-only:  property chỉ có thể đọc. -automic: ...
Đọc thêm

Quản lý bộ nhớ trong Objective-C

Hình ảnh
QUẢN LÝ BỘ NHỚ TRONG OBJECTIVE-C 1. Quản lý bộ nhớ là gì ? Quản lý bộ nhớ là quản lý việc khởi tạo vùng nhớ cho ứng dụng, sử dụng nó và giải phóng nó khi ta đã hoàn thành công việc. Một chương trình quản lý bộ nhớ tốt sẽ sử dụng ít vùng nhớ nhất có thể. 2. Các phương pháp quản lý bộ nhớ trong Objective-C Objective-C cung cấp 3 cách quản lý bộ nhớ : • Manual Reference Counting (MRC) :  Phương pháp đếm số tham chiếu thủ công, có nghĩa là chúng ta sẽ quản lý bộ nhớ bằng cách tự đánh dấu, theo vết vòng đời của một đối tượng, đếm số lượng tham chiếu đến đối tượng đó, kể từ lúc nó được cấp phát, cho đến khi nó được giải phóng. • Automatic Reference Counting (ARC) : Phương pháp đếm số tham chiếu tự động, nguyên tắc cơ bản tương tự như MRC, tuy nhiên chúng ta không cần phải tự đánh dấu vòng đời của đối tượng nữa, trình biên dịch sẽ làm thay chúng ta phần việc đó. • Garbage Collection (GC) : Ở phương pháp này hệ thống sẽ tự động lưu vết và giải phóng vùng nh...
Đọc thêm

Optional trong Swift

Hình ảnh
Trước khi nói về Optional, chúng ta sẽ nói sơ lược về nil. Trong Objective-C, nil là con trỏ trỏ tới một object không tồn tại. Và khi chúng ta sử dụng một biến có giá trị nil đôi khi sẽ khiến ứng dụng bị crash. Trong Swift, nil không phải là con trỏ, cũng chẳng phải một primitive, mà nó là sự quy ước thể hiện sự vắng mặt giá trị của một kiểu dữ liệu nào đó. Optional là gì ? Nói một cách vắn tắt, Optional là một tính năng rất mạnh mẽ của Swift để giúp chương trình trở nên an toàn và ít bị crash hơn. Optional hoạt động dựa trên nguyên tắc sự vắng mặt giá trị . Chúng ta sử dụng Optional cho một biến hoặc hằng nào đó khi biến/hằng đó có thể có giá trị hoặc không. Nói nôm na, chúng ta có thể xem biến/hằng là trái táo, thì Optional giống như một cái hộp đựng táo, sẽ có hai khả năng xảy ra khi chúng ta mở hộp, một là trong hộp có táo, hai là trong hộp chả có gì cả. Kí hiệu của Optional là Optional với T là kiểu dữ liệu, để ngắn gọn hơn người ta dùng kiểu viết tắt là T? M...
Đọc thêm