DirectX 与 OpenGL

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2023年12月27日发(作者：)

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DirectX

与

OpenGL

DirectX是一种Windows系统的应用程序接口（简称API），它可以让以Windows为作业平台的游戏或多媒体程序获得更高的执行效率，还可以加强3D图形成像和丰富的声音效果，并提供设计人员一个共同的硬件驱动标准。

Microsoft DirectX提供了一套非常好用的应用程序接口，其中包含了设计高性能、实时应用的程序代码，为「DirectX SDK」（俗称「DirectX开发包」）。此技术能够帮助我们轻易地建构计算机游戏和多媒体的应用程序，其中包括了DirectDraw、DirectSound、DirectPlay、Direct3D和DirectInput等部分的API指令及媒体相关的组件。这些组件每一个都有特定的用途。

DirectDraw是最为重要的一个，因为所有的图形都要用到它，它是2D图形的引擎，3D图形也同样离不开它。在Windows操作系统这种保护模式之下，所有图形的接口动作都必须经过GDI这个图形处理中心来处理，而不能直接对硬设备下命令 。图形设备接口（Grahpics?Device?Interface），它是负责在屏幕上显示图形所用的接口。GDI由百余个函数所组成的。GDI函数必须通过设备描述表（简称DC）的句柄来控制绘图。

DirectDraw主要的工作是用来帮助Windows的应用程序能够直

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接进行硬设备的操作，还可以加速显示卡的速度，使得游戏的画面呈现起来更加地流畅。DirectDraw支持CPU的MMX、3DNow及AGP等特殊的指令技术，还可以处理多屏幕的显示，让Windows环境下运行的游戏更加地多姿多采。

其它的组件是：

DirectSound：提供硬件和软件的声音混合与回放。

DirectMusic：处理基于消息的音乐数据。它支持乐器数字接口（MIDI）并为创建交互式音乐提供创作工具。

DirectPlay：使得通过调制解调器链接或通过网络来与应用程序相连成为可能。

Direct3D：是一个三维图形包，它提供一个高级的保留模式（Retained Mode）接口，这使得你能够实现一个完整的三维图形系统。它还包含一个低级的即时模式（Immediate Mode）接口，使得应用程序获得对渲染管线的完全控制。

DirectInput：为包括游戏杆、鼠标、键盘和游戏控制器在内的输入设备提供支持。它还为反馈游戏设备提供支持。

DirectSetup：为DirectX提供了一个简单的安装过程。它简化了更新显示和音频驱动程序的过程，并且确保没有硬件或软件冲突的存在。

AutoPlay：让你能够制作一张一旦插入驱动器就能自动安装的光盘。AutoPlay并非DirectX所独有，因为它是Microsoft Win32 API的一部分。

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而组件对象模型（COM）是DirectX的基础，COM接口是DirectX技术的基础，没有COM就没有DirectX。

DirectX的大多数API都是基于COM结构的。COM为软件模块化和软件重用提供了最坚实的基础，它的最重要的概念就是接口（interface），接口是软件重用的最基本方法。更专业的说，接口是一系列操作的规范描述，即接口规范。

所有的COM接口都是从Iunknown接口继承而来的，IUnknown接口是所有COM接口的根。IUnknown接口具有3个方法：

QueryInterface()：此方法查询新接口，并在新接口存在时返回之。

AddRef()：此方法在接口或其它应用程序连编到此COM对象上时将引用计数值递加1。

Release（）：此方法将COM对象的引用计数递减1。当引用计数递减到0时，该COM对象自动释放。

所有COM对象都具有这三个方法。虽然DirectX应用程序一般不需要考虑引用计数的问题，但引用计数确实是存在的，它已经由DirectX自动完成了。我们所要做的，就是创建DirectX对象，然后在使用完毕后调用Release方法释放引用。

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OpenGL即是Open Graphics Libraries的缩写，它是一套「计算器三维图形」处理函式库，由于它是由各家显示厂商所共同定义的共通函式库，所以它也是绘图成像的工业标准。

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3D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、3DS等 3D图形设计软件制作的DFX和3DS模型文件转换成OpenGL的顶点数组。在OpenGL的基础上还有Open Inventor、Cosmo3D、Optimizer等多种高级图形库，适应不同应用。其中，Open Inventor应用最为广泛。该软件是基于OpenGL面向对象的工具包，提供创建交互式3D图形应用程序的对象和方法，提供了预定义的对象和用于交互的事件处理模块，创建和编辑3D场景的高级应用程序单元，有打印对象和用其它图形格式交换数据的能力。

OpenGL可分为程序式（Procedual）与非描述式（descriptive）两

种的绘图API函式，使用者不须要直接描述一个场景，而只须要规范一个外观的特定效果之步骤。OpenGL在处理绘图影像要求的时候，可以将它归纳成两种方式来呈现：

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软件要求：

硬件要求：

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OpenGL的基本运作：

由上图可得知，当OpenGL在处理绘图数据的时候，它会将数据填满整个缓冲区，而这个缓冲区内的数据包含指令、坐标点、材质信息等等，再由指令控制或缓冲区被清空（Flush）的时候，将数据送往下一个阶段里去做处理的动作。

OpenGL这个专业的3D程序接口，是一个功能强大，调用方便的底层3D图形库。OpenGL的前身是SGI公司为其图形工作站开发的IRIS GL。IRIS GL是一个工业标准的3D图形软件接口，功能虽然强大但是移植性不好，于是SGI公司便在IRIS GL的基础上开发了OpenGL。OpenGL的英文全称是“Open Graphics Library”，顾名思义，OpenGL便是“开放的图形程序接口”。虽然DirectX在家用市场全面领先，但在专业高端绘图领域，OpenGL是不能被取代的主角。

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