计算机图形学中OpenGL和DirectX

引言

接触计算机图形学，一定听说过两大编程接口：OpenGL和DirectX，两者之间不断竞争，也不断促进着各自的发展。API大战真的很有意思，一起来看看这两大BOSS究竟是什么，实力如何？

OpenGL是什么

OpenGL（全写Open Graphics Library）是个定义了一个跨编程语言、跨平台的编程接口规格的专业的图形程序接口。它用于三维图象（二维的亦可），是一个功能强大，调用方便的底层图形库。
OpenGL是个与硬件无关的软件接口，可以在不同的平台如 Windows 95、Windows NT、Unix、Linux、MacOS、OS/2之间进行移植。因此，支持OpenGL的软件具有很好的移植性，可以获得非常广泛的应用。由于 OpenGL是图形的底层图形库，没有提供几何实体图元，不能直接用以描述场景。但是，通过一些转换程序，可以很方便地将AutoCAD[2] 、3DS/3DSMAX[3] 等3D图形设计软件制作的DXF和3DS模型文件转换成OpenGL的顶点数组。市场调研机构Jon Peddie Research预测，OpenGL 3.1规范图形硬件的安装规模将超过1亿。AMD、NVIDIA、S3 Graphics的显卡驱动目前都已经支持OpenGL 3.0。

OpenGL-ES是什么

OpenGL ES (OpenGL for Embedded Systems) 是 OpenGL 三维图形 API 的子集，针对手机、PDA和游戏主机等嵌入式设备而设计。OpenGL- ES 是免授权费的，跨平台的，功能完善的2D和3D图形应用程序接口API，主要针对多种嵌入式系统专门设计 -
包括控制台、移动电话、手持设备、家电设备和汽车。它由精心定义的桌面OpenGL子集组成，创造了软件与图形加速间灵活强大的底层交互接口，就是目前手 机游戏主要使用的图形底层支持。

DirectX是什么

1995年至1996年，微软实行了一项新计划，以支持在 Windows95上运行游戏，目标是把市场扩展到被任天堂和世嘉控制的游戏领域。然而，微软不想用已经在NT上提供的OpenGL技术。微软收购了 Rendermorphics,Ltd.并得到他的被称作RealityLab的3D API。经重新整理，微软发布了新的3D API——Direct3D。微软，推行Direct3D，冻结OpenGL！进行API之战。（微软就是这么吊~）这就是DirectX由来历史！

DirectX，（Direct eXtension，简称DX）是由微软公司创建的多媒体编程接口。由C++编程语言实现，遵循COM。被广泛使用于Microsoft Windows、Microsoft XBOX、Microsoft XBOX 360和Microsoft XBOX ONE电子游戏开发，并且只能支持这些平台。

DirectX加强3D图形和声音效果，并提供设计人员一个共同的硬件驱动标准，让游戏开发者不必为每一品牌的硬件来写不同的驱动程序，也降低了用户安装及设置硬件的复杂度。从字面意义上说，Direct就是直接的意思，而后边的X则代表了很多的意思，从这一点上可以看出DirectX的出现就是为了为众多软件提供直接服务的。

DirectX并不是一个单纯的图形API，它是由微软公司开发的用途广泛的API,按照性质分类，可以分为四大部分，显示部分、声音部分、输入部分和网络部分。已然成为了一个应用平台，目前游戏开发，DirectX所占市场要大一些。

OpenGL和DirectX的工作

两者都是图像应用编程接口，这些接口用于渲染二维或者三维图形。可以说这些接口架起了上层应用程序和底层GPU的桥梁。一个应用程序向这些接口发送渲染命令，而这些接口会依次向显卡驱动发送渲染命令，这些显卡驱动是真正知道如何和GPU通信的角色，正是它们把OpenGL或者Directx的函数调用翻译成了GPU能够听懂的语言，同时它们也负责把纹理等数据转换成GPU所支持的格式。

OpenGL和DirectX的区别

1 在技术方面
OpenGL具有较强的可移植性，而DirectX只能用于 windows操作系统，它是基于windows操作系统平台的应用程序接口。OpenGL只是图形函数库，是专业的3D程序接口，OpenGL被设计为只有输出，因此只提供渲染功能。核心API没有窗口系统，音频，打印等其他输入设备的概念。也正是因为这样的设计，允许它渲染的代码完全独立于运行的操作系统，允许跨平台开发。

DirectX是微软公司开发的用途广泛的API，它提供了一整套多媒体接口方案，尤其在3D图形方面的表现突出。

在硬件通信方面，DirectX是程序能够轻松确定计算机的硬件性能，然后设置与之匹配的程序参数。该程序使得多媒体软件程序能够在基于windows的具有DirectX兼容硬件与驱动程序的计算机上运行，同时确保多媒体程序能够充分急用高性能硬件。

OpenGL是一个与硬件无关的软件接口，可在任何平台上运行，与DirectX能设置与硬件匹配的程序参数相比，要逊色一些。目前，硬件开发商正在加强对它的支持。

2 在应用方面
在专业高端绘图领域，OpenGL仍然是不能被取代的主角， 在包含CAD，内容创作，能源，娱乐，游戏开发，及虚拟现实等行业领域中，OpenGL得到广泛的应用。
DirectX适合于多媒体，娱乐，及时3D动画 等广泛和实用的3D图形计算，在基于windows平台上的游戏开发中，它占领了大部分的市场。

参考

https://blog.csdn.net/yupu56/article/details/81355090
《Unity Shader 入门精要》