OpenGL(5)深入理解Pipeline, State, Context

Pipeline(管线/管道)

管线(pipeline)，可以理解为渲染流水线。它的最终目的是将输入3D数据经过几个流程的处理，最终被映射到屏幕设备上显示的像素。当然整个流水线生产过程是受OpenGL状态的影响。
线管分为两类：

固定管线：可以简单理解为渲染图像的这个过程，我们只能通过调用GLShaderManager类的固定管线效果实现我们一系列的着色器处理。
可编程管线：可以简单理解，在我们处理图形的过程，我们必须使用顶点着色器和片元着色过程。我们可以才有GLSL自行编写着色器程序，来执行这个过程的事情。

举例

管线可以类比为流水线；比如在生产巧克力时，如果是固定线管，那么我们生产出来的巧克力都是一个形状和一个味道。但如果采用可编程线管，我们可以在巧克力生产时控制其形状以及添加其它味道（比如草莓味，蓝莓味，黑巧克力等)。

OpenGL State

什么是OpenGL State，即OpenGL状态机，在OpenGL入门简介稍微提了一下，这里在进一步讲解。
状态机，顾名思义即执行某个事件过程中，有很多可变因素，会影响这个事件的最终结果。更加具象的表达，我们可以类比数学中的多元方程。其中每个变量x都为一种状态，决定这最终y的结果。
ax1+bx2+cx3+....=yax_{1} + bx_{2} + cx_{3} + .... = y ax1+bx2+cx3+....=y
因此，OpenGL State也是受在其生命周期里所有状态的影响。如下所示，我们为OpenGL的执行过程添加几种状态，这几种状态将会影响最后在屏幕设备上的绘制效果：

glClearColor(1.0,1.0,1.0.1.0);
glEnable(GL_DEPTH_TEST);//开启深度测试
glDisable(GL_DEPTH_TEST);//关闭深度测试glEnable(GL_BLEND);//开启混合
glDisable(GL_BLEND)//关闭混合

所有OpenGL渲染流水线受状态机的影响，典型的如上面例子提到，OpenGL的状态可以影响到巧克力最后生产出来的形状和味道。而在渲染中会直接影响到最终的显示效果。
从上面我们可以总结：

OpenGL的状态机有记忆的能力，能够记住自己当前的状态，直到应用程序的状态输入
OpenG的状态机接收应用程序的输入，从而修改状态机的状态
OpenG的状态机进入某个特殊的状态（停机状态）的时候，它不再接收输入，停止工作

OpenGL Context

OpenGL Context及其切换

对于上下文(Context)这名称在计算机操作系统中，是指一个进程在执行的时候，CPU的所有寄存器中的值、进程的状态以及堆栈上的内容，当内核需要切换到另一个进程时，它需要保存当前进程的所有状态，即保存当前进程的进程上下文，以便再次执行该进程时，能够恢复切换时的状态，继续执行。
同理OpenGL Context保存了一系列的变量用来描述OpenGL此刻需要如何运行，比如拍照时候要开启滤镜功能等等。往往应用程序中不止一个窗口在绘制，因此往往会在每一个绘制线程中都会申请一个绘制上下文(MakeCurrent), 一直作为当前的上下文。所有的绘制相关的操作，都在绘制线程完成。至于OpenGL上下的保存和切换这是由显卡驱动协调处理的。

上下文之间的资源共享

为每个窗口都申请一个绘制上下文(MakeCurrent)的好处是保持上下文的独立，相互不干扰。但窗口间有可能会有共享一份纹理数据的需要，如何避免重复的资源申请呢？
可以先创建上下文A，再以A为输入，创建上下文B，则B可访问在A上下文下创建的纹理资源。
同时这也有限制的：纹理、shader、Buffer等资源是可以共享的，但Frame Buffer Object(FBO)、Vertex Array Object（VAO）等容器对象不可共享，但可将共享的纹理和VBO绑定到各自上下文的容器对象上。

小结

从上面我们可以看出Pipeline, State, Context三者之间的关系，OpenGL是一个大的状态机，控制器管线的输出。而上下文保存了当前正在运行的OpenGL的状态。英
另外从本质上，GL Context和GLState并无多大差别，只是在不同角度看待时它们有不同的着重点。从应用程序的角度看，更多的关注的是GL Context，而从OpenGL内部机制看，则需要考虑GL State。在研究OpenGL spec时，并不考虑多进程多线程的情况，所以，在不引起误解的情况下，OpenGL Pipeline、GL Context和GL State是被混用的。

参考

https://blog.csdn.net/yjguo2004/article/details/4425223
https://blog.csdn.net/hankern/article/details/88792418
https://www.jianshu.com/p/d3dd314c9f83

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OpenGL Context

OpenGL Context及其切换

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