# 第十二課：OpenGL擴展 ## 擴展 GPU的性能隨著更新換代一直在提高，支持渲染更多的三角形和像素點。然而，原始性能不是我們唯一關心的。NVIDIA, AMD和Intel也通過增加功能來改善他們的顯卡。來看一些例子。 ### ARB_fragment_program 回溯到2002年，GPU都沒有頂點著色器或片斷著色器：所有的一切都硬編碼在芯片中。這被稱為固定功能流水線（Fixed-Function Pipeline (FFP)）。同樣地，當時最新的OpenGL 1.3中也沒有接口可以創建、操作和使用所謂的“著色器”，因為它根本不存在。接著NVIDIA決定用實際代碼描述渲染過程，來取代數以百計的標記和狀態量。這就是ARB_fragment_program的由來。當時還沒有GLSL，但你可以寫這樣的程序： ~~~ !!ARBfp1.0 MOV result.color, fragment.color; END ~~~ 但若要顯式地令OpenGL使用這些代碼，你需要一些還不在OpenGL里的特殊函數。在進行解釋前，再舉個例子。 ### ARB_debug_output 好，你說『ARB_fragment_program太老了，所以我不需要擴展這東西』？其實有不少新的擴展非常方便。其中一個便是ARB_debug_output，它提供了一個不存在于OpenGL 3.3中的，但你可以/應該用到的功能。它定義了像GL_DEBUG_OUTPUT_SYNCHRONOUS_ARB或GL_DEBUG_SEVERITY_MEDIUM_ARB之類的字符串，和DebugMessageCallbackARB這樣的函數。這個擴展的偉大之處在于，當你寫了一些不正確的代碼，例如： ~~~ glEnable(GL_TEXTURE); // Incorrect ! You probably meant GL_TEXTURE_2D ! ~~~ 你能得到錯誤消息和錯誤的精確位置。總結： - 即便在現在的OpenGL 3.3中，擴展仍舊十分有用。 - 請使用ARB_debug_output ！下文有鏈接。  ### 獲取擴展 – 復雜的方式 『手動』查找一個擴展的方法是使用以下代碼片斷 (轉自OpenGL.org wiki)： ~~~ int NumberOfExtensions; glGetIntegerv(GL_NUM_EXTENSIONS, &NumberOfExtensions); for(i=0; i<NumberOfExtensions; i++) { const GLubyte *ccc=glGetStringi(GL_EXTENSIONS, i); if ( strcmp(ccc, (const GLubyte *)"GL_ARB_debug_output") == 0 ){ // The extension is supported by our hardware and driver // Try to get the "glDebugMessageCallbackARB" function : glDebugMessageCallbackARB = (PFNGLDEBUGMESSAGECALLBACKARBPROC) wglGetProcAddress("glDebugMessageCallbackARB"); } } ~~~ ### 獲得所有的擴展 – 簡單的方式 上面的方式太復雜。若用GLEW, GLee, gl3w這些庫，就簡單多了。例如，有了GLEW，你只需要在創建窗口后調用glewInit()，不少方便的變量就創建好了： ~~~ if (GLEW_ARB_debug_output){ // Ta-Dah ! } ~~~ (小心：debug_output是特殊的，因為你需要在上下文創建的時候啟用它。在GLFW中，這通過glfwOpenWindowHint(GLFW_OPENGL_DEBUG_CONTEXT, 1)完成。) ### ARB vs EXT vs … 擴展的名字暗示了它的適用范圍： GL*:所有平臺；GLX*:只有Linux和Mac下可使用（X11）；WGL_:只有Windows下可使用。 EXT:通用的擴展。ARB:已經被OpenGL架構評審委員會的所有成員接受（EXT擴展沒多久后就經常被提升為ARB）的擴展。NV/AMD/INTEL:顧名思義 =) ## 設計與擴展 ### 問題 比方說，你的OpenGL 3.3應用程序需要渲染一些大型線條。你能夠寫一個復雜的頂點著色器來完成，或者簡單地用[GL_NV_path_rendering](http://www.opengl.org/registry/specs/NV/path_rendering.txt)，它能幫你處理所有復雜的事。 因此你可以這樣寫代碼： ~~~ if ( GLEW_NV_path_rendering ){ glPathStringNV( ... ); // Draw the shape. Easy ! }else{ // Else what ? You still have to draw the lines // on older NVIDIA hardware, on AMD and on INTEL ! // So you have to implement it yourself anyway ! } ~~~ ### 均衡考量 當使用擴展的益處（如渲染質量、性能），超過維護兩種不同方法（如上面的代碼，一種靠你自己實現，一種使用擴展）的代價時，通常就選擇用擴展。 例如，在時空幻境（Braid, 一個時空穿越的二維游戲）中，當你干擾時間時，就會有各種各樣的圖像變形效果，而這種效果在舊硬件上沒法渲染。 而在OpenGL 3.3及更高版本中，包含了99%的你可能會用到的工具。一些擴展很有用，比如GL_AMD_pinned_memory,雖然它通常沒法像幾年前使用GL_ARB_framebuffer_object(用于紋理渲染)那樣讓你的游戲看起來變好10倍。 如果你不得不兼容老硬件，那么就不能用OpenGL 3+，你需要用OpenGL 2+來代替。你將不再能使用各種神奇的擴展了，你需自行處理那些問題。 更多的細節可以參考例子[OpenGL 2.1版本的第14課 – 紋理渲染](http://code.google.com/p/opengl-tutorial-org/source/browse/tutorial14_render_to_texture/tutorial14.cpp?name=2.1%20branch#152)，第152行，需手動檢查GL_ARB_framebuffer_object是否存在。常見問題可見FAQ。 ## 結論Conclusion OpenGL擴展提供了一個很好的方式來增強OpenGL的功能，它依賴于你用戶的GPU。 雖然現在擴展屬于高級用法（因為大部分功能在核心中已經有了），了解擴展如何運作和怎么用它提高軟件性能（付出更高的維護代價）還是很重要的。 ## 深度閱讀 - debug_output tutorial by Aks 因為有GLEW，你可以跳過第一步。 - [The OpenGL extension registry](http://www.opengl.org/registry/) 所有擴展的規格說明。圣經。 - [GLEW](http://glew.sourceforge.net/) OpenGL標準擴展庫 - [gl3w](https://github.com/skaslev/gl3w) 簡單的OpenGL 3/4核心配置加載