opengl es 3.0 学习笔记
1、介绍
本文是基于opengl es 3.0 programming guide这本书的阅读笔记（就是下面图片中的这本书）。以下阅读需要OpenGL shader的相关基础，在此基础上，进一步加深对OpenGL以及OpenGL ES流程的理解。
OpenGL ES 全称 OpenGL for Embedded Systems，是指面向嵌入式系统的OpenGL (高级3D图形API）。由于OpenGL ES 是为了嵌入式系统而设计的，在早期的版本中主要考虑设备约束（如处理能力、耗电量、带宽），并以 去除OpenGL API的冗余性（即OpenGL中重复功能的API在ES中只保留一个）、保持和OpenGL的兼容性、引入新特性处理嵌入式设备约束（如增加精度限定符来减少电量消耗提升shader性能）、尽可能地确保图像质量、通过适当的一致性测试为准则制定OpenGL ES 规范。随着技术的发展，规范的指定不再着重于解决手持或嵌入式设备有限能力的限制，而转向了为其开发当下市场所需的特性。支持OpenGL ES的平台包括ios, android, linux, windows等等。ES 2.0 规范基于OpenGL 2.0，ES 3.0 规范基于OpenGL 3.3。OpenGL ES 3.0支持 Android 4.3+ 和 iPhone 5s with iOS7 以上的设备，且3.0向后兼容2.0，也就是说基于2.0的应用仍可以继续运行在3.0上。
OpenGL ES 3.0 包括两部分的规范：OpenGL ES 3.0 API specification and the OpenGL ES Shading Language 3.0
Specification (OpenGL ES SL)。图形渲染管线如下图所示：
下面大致介绍一下整个流程，以便对整个渲染过程有个总体的了解。
- 顶点着色器：主要进行顶点变换、光照计算、纹理坐标转换以及实现一些基于顶点的特效等。
- 图元装配：顶点按照图元分组组装成图元，并根据视锥判断图元是否可见然后进行对应的图元裁剪、丢弃或者剔除操作，再将顶点位置转换到屏幕坐标。
- 光栅化：将图元转换为2D 片段（表示可以在屏幕上画出来的像素）作为片段着色器的输入，为每一个片段所需要的输入值对片段的顶点进行插值。
- 片段着色器：片段着色器可以丢弃一个片段，或者生成一个或多个颜色值作为输出。
- 片段后处理：光栅化阶段生成的2D片段对应着屏幕坐标，片段着色器对每一个片段进行修改即是修改framebuffer中对应坐标的像素值。片段后处理阶段对每个片段依次进行上述图片中的操作。操作结束后，要么拒绝该片段，要么将该片段的颜色、深度或模板值写入framebuffer对应的位置。（注意：Alpha test and LogicOp 在3.0中不再使用）
2、OpenGL ES 3.0新特性
纹理
- sRGB textures and framebuffers: 对于sRGB纹理（纹理存储在经过gamma校正的sRGB空间中），先去除gamma校正转换到线性空间，shader在线性空间中进行处理，然后在输出到framebuffer时转换到经过gamma校正的sRGB空间。
- 简单介绍一下【Gamma、Linear、sRGB】：在物理世界中，光强增加一倍亮度也增加一倍，所以说在物理世界中这是线性关系。但是对于显示器来说，电压和亮度呈现的是 l = u 2.2 , 0 ≤ u ≤ 1 l=u^{2.2}, 0 \leq u \leq 1 l=u2.2,0≤u≤1 的非线性关系。想象一下，给你一个物理空间的颜色，经过显示器的非线性变化，使得颜色更暗了（所以不经任何处理，我们在显示器上看到的会比物理世界更暗一点）。因此需要在此之前做一个gamma校正操作，即 s ′ = s 1 / 2.2 s' = s^{1/2.2} s′=s1/2.2，这样再经过显示器看到的就和物理世界一致了。sRGB格式就是相当于对物理空间的颜色做了一次伽马校正。（另一种解释，人眼感知对于暗部的细节更敏感，因此应当用更大的数据范围来存储暗色，而用较小的数据范围来存储亮色。）
