OpenGL中的上下文（Context）

OpenGL狀態(tài)機(jī)與上下文

OpenGL是一個(gè)狀態(tài)機(jī)，它擁有非常多的狀態(tài)變量，并且每個(gè)狀態(tài)變量都有默認(rèn)值。

OpenGL在渲染的時(shí)候需要一個(gè)Context來(lái)記錄了OpenGL渲染需要的所有信息和狀態(tài)，可以把它理解成一個(gè)大的結(jié)構(gòu)體，它里面記錄了當(dāng)前繪制使用的顏色、是否有光照計(jì)算以及開(kāi)啟的光源等非常多我們使用OpenGL函數(shù)調(diào)用設(shè)置的狀態(tài)和狀態(tài)屬性。

在程序中，我們?cè)O(shè)置的各種狀態(tài)和默認(rèn)狀態(tài)會(huì)一直生效，直到我們?cè)俅涡薷乃鼈儭顟B(tài)機(jī)并不是一個(gè)好的設(shè)計(jì)，多個(gè)繪制算法同時(shí)跑，容易被前面的狀態(tài)所影響，OpenGL為了向前兼容，狀態(tài)機(jī)的形式就被一直延續(xù)下來(lái)了。

GPU的CS模式和上下文

如上所述，OpenGL的一組狀態(tài)機(jī)對(duì)應(yīng)著一個(gè)上下文。OpenGL采用了Client-Server模式，GPU相當(dāng)于一臺(tái)服務(wù)器，可對(duì)應(yīng)多個(gè)客戶端即上下文，一個(gè)客戶端維護(hù)著一組狀態(tài)機(jī)。大部分的OpenGL命令都是異步的，不代表真正地執(zhí)行，只是客戶端向服務(wù)器發(fā)送了一些命令（同時(shí)有一些API可實(shí)現(xiàn)同步功能）。如果兩個(gè)窗口分別對(duì)應(yīng)兩個(gè)不同的繪制上下文，則兩個(gè)窗口彼此狀態(tài)獨(dú)立,繪制狀態(tài)不會(huì)互相影響，宏觀上看繪制也是并行的。

線程私有

OpenGL的繪制命令都是作用在當(dāng)前的Context上，這個(gè)Current Context是一個(gè)線程私有（thread-local）的變量，也就是說(shuō)如果我們?cè)诰€程中繪制，那么需要為該線程制定一個(gè)Current Context的，當(dāng)多個(gè)線程參與繪制任務(wù)時(shí)，需要原線程解綁再重新綁定新的線程。多個(gè)線程不能同時(shí)指定同一個(gè)Context為Current Context，否則會(huì)導(dǎo)致崩潰。

OpenGL所創(chuàng)建的資源, 其實(shí)對(duì)程序員可見(jiàn)的僅僅是ID而已, 其內(nèi)容依賴于這個(gè)上下文, 因此在大型程序中的一般做法是申請(qǐng)一條線程專門用于繪制，創(chuàng)建線程時(shí)，為該繪制線程申請(qǐng)一個(gè)繪制上下文，一直作為Current Context，不再進(jìn)行切換。所有的繪制相關(guān)的操作，都在繪制線程完成。但是如果涉及復(fù)雜的OpenGL渲染時(shí), 這樣就未必足夠，當(dāng)有需求需多個(gè)并行的繪制任務(wù)時(shí)，則要?jiǎng)?chuàng)建多個(gè)Context，為并行的線程分別綁定不同的上下文。

共享上下文

一個(gè)是進(jìn)程可以創(chuàng)建多個(gè)Context，它們可以分別描繪出不同的圖形界面，就像一個(gè)應(yīng)用程序可以打開(kāi)多個(gè)窗口一樣。每個(gè)OpenGL Context是相互獨(dú)立的，它們都有自己的OpenGL對(duì)象集。但有時(shí)會(huì)有場(chǎng)景需要多個(gè)上下文使用同一份紋理資源的情況，創(chuàng)建Context，意味著系統(tǒng)資源的占用，同一份紋理重復(fù)申請(qǐng)會(huì)造成資源浪費(fèi)，因此OpenGL上下文允許共享一部分資源。大部分OpenGL Objects是可以共享的，包括Sync Object和GLSL Objects。Container Objects和Query Objects是不能共享的。例如紋理、shader、Buffer等資源是可以共享的，但Frame Buffer Object(FBO)、Vertex Array Object（VAO）等容器對(duì)象不可共享，但可將共享的紋理和VBO綁定到各自上下文的容器對(duì)象上。上下文創(chuàng)建時(shí)可以指定共享上下文，具體可見(jiàn)示例。

上下文的創(chuàng)建方法

不同的操作系統(tǒng)，都有各自的上下文創(chuàng)建方法和設(shè)置當(dāng)前上下文的API。

最簡(jiǎn)單的上下文可以通過(guò)Glut或是Glfw創(chuàng)建。例如Glut的函數(shù)GlutCreateWindow除了創(chuàng)建了一個(gè)窗口，同時(shí)還創(chuàng)建了一個(gè)Context，并將創(chuàng)建的Context設(shè)置為Current Context。還可以使用glutInitContextVersion接口指定Context版本。

對(duì)于Windows平臺(tái)首先創(chuàng)建一個(gè)設(shè)備上下文（Device Context，DC），DC的創(chuàng)建可以輸入一個(gè)GPU參數(shù)，從而指定DC和DC對(duì)應(yīng)的上下文將在哪個(gè)GPU上跑。以DC為輸入，可以創(chuàng)建一個(gè)繪制上下文。創(chuàng)建繪制上下文以后，調(diào)用MakeCurrent，將創(chuàng)建的上下文設(shè)置為當(dāng)前的繪制上下文。glew庫(kù)中的wglew.h封裝了windows下創(chuàng)建上下文的方法。

對(duì)于Linux平臺(tái)可以使用EGL提供的接口創(chuàng)建上下文。

創(chuàng)建了繪制上下文，并設(shè)置為當(dāng)前上下文以后，還不能使用OpenGL最新的特性，調(diào)用OpenGL 1.1以后的API仍然會(huì)崩潰。一般我們使用Glew庫(kù)，調(diào)用glewInit()，得到OpenGL隨顯卡驅(qū)動(dòng)一起發(fā)布的新特性的函數(shù)入口地址。

上下文類型

在OpenGL 3.0版本之前，所有的OpenGL Context是統(tǒng)一的，都是一種兼容之前版本的模式（例如使用OpenGL 1.1編寫的代碼，在支持OpenGL 2.1的設(shè)備上可以正常的運(yùn)行）。這些版本的OpenGL API也被稱之為固定管線（相比較之后引入shader的可編程管線來(lái)說(shuō)）， 但是從3.0開(kāi)始有了變化：

• 1、 OpenGL 3.0 引入了廢棄機(jī)制，標(biāo)記了許多OpenGL的函數(shù)是廢棄的（但是3.0并沒(méi)有真正移除它們，也就是說(shuō)3.0版本仍然是一個(gè)可以向后兼容的Context）
• 2、 OpenGL 3.1發(fā)布刪除了之前3.0標(biāo)記的過(guò)時(shí)函數(shù)（固定管線相關(guān)的函數(shù)），但是為了之前的OpenGL代碼可用， 引入了一個(gè)擴(kuò)展ARB_compatibility，這個(gè)擴(kuò)展可以讓OpenGL 3.1支持之前的OpenGL固定管線的內(nèi)容。
• 3、 正是由于這個(gè)問(wèn)題，在OpenGL 3.2中正式引入了模式的概念（Profile），模式就將二者分離開(kāi)來(lái)了。OpenGL 3.2 中模式包括：
  • （1） Core Profile 只包含最新的Shader相關(guān)的函數(shù)，程序必須使用Shader編寫
    （2）compatibility Profile 可以兼容之前的OpenGL固定管線的內(nèi)容，也可以使用Core Profile中的內(nèi)容
• 4、 3.2以后的版本直到OpenGL目前最新的版本（OpenGL 4.6）都是按照這種模式來(lái)做的。

opengl多線程繪制

實(shí)現(xiàn)效果：opengl開(kāi)啟兩個(gè)線程，一個(gè)線程用于繪制，另一個(gè)線程用于加載紋理。

實(shí)現(xiàn)方法：opengl是單線程的，其他線程不能訪問(wèn)另外線程的紋理資源，但是，如果兩個(gè)線程共享上下文，就可以訪問(wèn)彼此的紋理資源。

繪制線程：創(chuàng)建兩個(gè)上下文

//只有主要代碼 ... context = eglCreateContext(display, config, NULL, ctxAttribs); context1 = eglCreateContext(display, config, context, ctxAttribs); ...eglMakeCurrent(display, eglSurface, eglSurface, context)；

加載紋理線程：綁定繪制線程中兩個(gè)上下文中的一個(gè)

eglMakeCurrent(display, EGL_NO_SURFACE, EGL_NO_SURFACE, context1);

參考：
https://www.khronos.org/opengl/wiki/OpenGL_Context

創(chuàng)作挑戰(zhàn)賽新人創(chuàng)作獎(jiǎng)勵(lì)來(lái)咯，堅(jiān)持創(chuàng)作打卡瓜分現(xiàn)金大獎(jiǎng)

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的OpenGL中的上下文 理解整理的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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