[原] OpenGL ES 学习笔记 (一)
1. OpenGL ES 的坐标系在屏幕上的分布
通过图片的三维坐标系可以知道：
- 它是一个三维坐标系 {x, y, z}
- 三维坐标中心在正方体的几何中心 {0， 0， 0}
- 整个坐标系是 [0, 1] 的点，也就是说 OpenGL 中只支持 0 ~ 1 的点 （这里所讲的 0 和 1 ，最好理解成 0 --> 无限小， 1 --> 无限大 ，它并不是指 0 个单位的长度，或 1 个单位的长度。）
2. OpenGL 能直接绘制的是： 点精灵、线、三角形，它们统称为 图元（Primitive），不能直接绘制四边形。
2.1 线元：
Line Strip , 指首尾相接的线段，第一条线和最后一条线没有连接在一起；
Line Loops, 指首尾相接的线段，第一条线和最后一条线连接在一起，即闭合的曲线；
Triangle Strip, 指条带，相互连接的三角形
Triangle Fan, 指扇面，相互连接的三角形
Triangle
3. OpenGL ES 2 的渲染管线
因为这里是 iOS 端的图，所以重新绘制了一下：
4. Vertex Arrays / Buffer Objects :
4.1 Vertex Arrays Objects (简称：VAOs)，顶点数组对象，就是一个数组，包含顶点坐标、颜色值、纹理坐标等数据；通过 CPU内存关联到 GPU 的内存区被 GPU 所使用；
【官方解释：Vertex data may be sourced from arrays that are stored in application memory (via a pointer) or faster GPU memory (in a buffer object).（意指：顶点数组保存在程序内存或快速GPU内存中，前者通过数组指针访问数据，后者直接通过 Buffer Objects 访问。【就是指 VAOs 或 VBOs 方式访问】）】
例如：绘制的三角形的数组（三个顶（端）点坐标）如下图：
【官方解释：Buffer objects hold vertex array data or indices in high-performance server memory. （意指：VBOs 是持有保存在GPU快速内存区的顶点数据或顶点数据下标的缓存对象。）】
处理顶点相关的数据，包括顶点在屏幕的位置（矩阵变换），顶点处的光照计算，纹理坐标等。
顶点着色器的信号图：
5.1 输入信号：Attributes、Uniforms、Samplers (optional)
a. Attributes : 属性的意思，指每一个顶点数据；
b. Uniforms :
b.1. 统一的意思 , 是一个只读全局常量，存储在程序的常量区；
b.2. 当 Vertex Shader 和 Fragment Shader 定义了同名同类型的 Uniform 常量时，此时的 Uniform 常量就变成了全局常量（指向同一块内存区的常量）；
c. Samplers (可选的) : 是一个特殊的 Uniforms 保存的是 Texteures（纹理） 数据；
5.2 输出信号： Varying
Varying :
a. 它是 Vertex Shader 与 Fragment Shader 的接口，是为了解决功能性问题（两个 Shader 的信息交互）；
b. 储存 Vertex Shader 的输出信息；
c. Vertex Shader 与 Fragment Shader 中必须要有必须要同名同类型的Varying 变量，不然会编译错误；（因为它是两个 Shader 的信息接口啊，不一样还接什么口啊。）
5.3 交互信息： Temporary Variables
Temporary Variables :
a. 指临时变量；
b. 储存 Shader 处理过程中的中间值用的；
c. 声明在 Funtions(函数) 或 Variable(变量) 内部；
5.4 输出的内建变量： gl_Position、gl_FrontFacing、gl_PointSize
a. gl_Position ** ( highp vec4 变量 ) :
就是 Vertex Position，Vertex Shader 的输出值，而且是必须要赋值的变量；只有在 Vertex Shader 中使用才会有效**；
注意：highp vec4, highp ( high precision ) 高精度的意思，是精度限定符； vec4 ( Floating Point Vector ) 浮点向量 , OpenGL ES 的数据类型。
b. gl_PointSize ( mediump float 变量 ) :
告诉 Vertex Shader 栅格化点的尺寸（pixels,像素化），想要改变绘制点的大小就是要用这个变量 只有在 Vertex Shader 中使用才会有效；
注意：mediump , mediump ( medium precision ) 中等精度的意思，是精度限定符；还有最后一个精度限制符是 lowp ( low precision )，低精度的意思。
c. gl_FrontFacing ( bool 变量 ) :
改变渲染物体的 Front Facing 和 Back Facing , 是用于处理物体光照问题的变量，双面光照（3D 物体里外光照）问题的时候才会使用的变量，只能在 Vertex Shader 中进行设置， Fragment Shader 是只读的；
6. Primitive Assembly （图元装配） ：
第一步，把 Vertex Shader 处理后的顶点数据组织成 OpenGL ES 可以直接渲染的基本图元：点、线、三角形；
第二步，裁剪 ( Clipping ) ，只保留在渲染区域（视锥体，视觉区域）内的图元；
第二步，剔除 ( Culling )，可通过编程决定剔除前面、后面、还是全部；
【注意】视锥体，实际上是一个三维锥体包含的空间区域，由摄影机和物体的捕捉关系形成；
7. Rasterization ( 光栅化 ) ：
光栅化的信号图：
作用是，将基本图元（点、线、三角形）转换成二维的片元（Fragment, 包含二维坐标、颜色值、纹理坐标等等属性）, 像素化基本图元使其可以在屏幕上进行绘制（显示）。
8. Texture Memory ( 纹理内存 ) :
Texture 就是指保存了图片（位图）的所有颜色的缓存；Texture Memory 就是图片的颜色（像素）内存；每一个嵌入式系统对 Texture Memory 的大小都是有限制的；
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完整的 iOS 渲染绘制管线图中，向上指向 Vertex Shader 的虚线，意指 Texture Coordinate （纹理坐标）信息是通过程序提供给它的；
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完整的 iOS 渲染绘制管线图中，指向 Fragment Shader 的实线，因为 Fragment Shader 处理的是光栅化后的数据，即像素数据，而 Texture 本身就是像素数据，所以 Texture Memory 可以直接当成 Fragment Shader 的输入；
片元着色器信号图：
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输入信号： Varying、Uniforms、Samples
与 Vertex Shader 的输入是同一个意思，具体请查看 Vertex Shader 处的解释~~~； -
输入的内建变量：gl_FragCoord、gl_FrontFacing、gl_PointCoord
a. gl_FragCoord ( mediump vec4 只读变量 ) : 是保存窗口相对坐标的 { x, y, z, 1/w } 的变量，z 表示深度 （will be used for the fragment's depth）, w 表示旋转；
b. gl_PointCoord ( mediump int 只读变量 ) : 是包含了当前片元原始点位置的二维坐标；点的范围是 [ 0, 1 ] ;
c. gl_FrontFacing ： 请查看 Vertex Shader 处的解释；
- 输出信号 （内建变量） ： gl_FragColor、gl_FragData (图上没写)
a. gl_FragColor ( mediump vec4 ) : 片元的颜色值；
b. gl_FragData ( mediump vec4 ) : 是一个数组，片元颜色集；
【注意】注：两个输出信号只能同时存在一个，就是 写了 gl_FragColor 就不要写 gl_FragData , 反之亦然；
10. Per-Fragment Operations ：
信号图：
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Pixel ownership test ( 像素归属测试 ) ：
判断像素在 Framebuffer 中的位置是不是为当前 OpenGL ES Context 所有，即测试某个像素是否属于当前的 Context 或是否被展示（是否被用户可见）； -
Scissor Test ( 裁剪测试 ) ：
判断像素是否在由 glScissor* 定义的裁剪区域内，不在该剪裁区域内的像素就会被丢弃掉； -
Stencil Test ( 模版测试 )：
将模版缓存中的值与一个参考值进行比较，从而进行相应的处理； -
Depth Test ( 深度测试 ) ：
比较下一个片段与帧缓冲区中的片段的深度，从而决定哪一个像素在前面，哪一个像素被遮挡； -
Blending ( 混合 ) ：
将片段的颜色和帧缓存中已有的颜色值进行混合，并将混合所得的新值写入帧缓存 （FrameBuffer） ； -
Dithering ( 抖动 ) ：
使用有限的色彩让你看到比实际图象更为丰富的色彩显示方式，以缓解表示颜色的值的精度不够大而导致颜色剧变的问题。
11. Render Buffer & Frame Buffer:
关系图：
- Render Buffer ( 渲染缓存 ) :
a. 简称 RBO , Render Buffer Object；
b. 是由程序（Application）分配的 2D 图片缓存；
c. Render Buffer 可以分配和存储颜色（color）、深度（depth）、模版（stectil）值，也可以把这三种值装载到 Frame Buffer 里面；
- Frame Buffer ( 帧缓存 ) :
a. 简称 FBO , Frame Buffer Object；
b. 是颜色、深度、模板缓存装载在 FBO 上所有装载点的合集；
c. 描述颜色、深度、模板的大小和类型的属性状态；
d. 描述 Texture 名称的属性状态；
e. 描述装载在 FBO 上的 Render Buffer Objects ( 渲染缓存对象 ) 的属性状态；
【注意】
FBO API 支持的操作如下：
1. 只能通过 OpenGL ES 命令 ( API ) 创建 FBO 对象；
2. 使用一个 EGL Context 去创建和使用多个 FBO , 即不要为每一个 FBO 对象创建一个正在渲染的上下文（rendering context）；
3. 创建 off-screen 的颜色、深度、模板渲染缓存和纹理需要装载在 FBO 上；
4. 通过多个 FBO 来共享颜色、深度、模板缓存；
5. 正确地装载纹理的颜色或深度到 FBO 中，避免复制操作；
12. EAGL API :
官方的是 EGL API 与平台无关，因为它本身是可以进行平台定制的，所以 iOS 下就被 Apple 定制成了 EAGL API 。
EAGL.h : 里面的核心类是 EAGLContext , 上下文环境；
EAGLDrawable.h : 用于渲染绘制输出的 EAGLContext 分类；
CAEAGLLayer : iOS 端的渲染窗口寄宿层；
[注]
- EGL API 设计出来的目的就是为了在 OpenGL ES 2 能在窗口系统 （屏幕 ，iOS 是 CAEAGLLayer 类为寄宿层的 View）进行渲染绘制；
- 可以进行 EGL 渲染的前提是：
a. 可以进行显示的设备（ iOS 下当然是手机或模拟器 ）
b. 创建渲染面（rendering surface）, 设备的屏幕 ( on-screen ) 或 像素缓存 ( pixel Buffer ) ( off-screen )
[注] pixel Buffer , 这种 buffer 是不能直接显示的，只能成为渲染面或通过其它 API 分享出去，如： pbuffers 经常被用于 Texture 的 maps , 因为 Texture 本身也是像素嘛；
3.创建渲染上下文 （ rendering context ）, 即 OpenGL ES 2 Rendering Context ；
