OpenGL là gì? Tác dụng của OpenGL là gì?

OpenGL hay thư viện đồ họa mở là một thuật ngữ có thể bạn đã nghe qua, nhưng chưa rõ ràng về nó là gì? Những người làm việc trong lĩnh vực thiết kế đồ họa sẽ quen thuộc hơn với thuật ngữ này và biết cách sử dụng nó. Bài viết sau sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về thư viện đồ họa mở và vai trò của nó trong ngành đồ họa hiện đại.

OpenGL là gì?

Đây là viết tắt của Open Graphics Library trong tiếng Anh. Được xem là tiêu chuẩn kỹ thuật đồ họa và áp dụng trong lĩnh vực lập trình ứng dụng 3D.

Trước khi có Open Graphics Library, việc phát triển ứng dụng đồ họa yêu cầu các công ty phải viết lại các phần đồ họa để tương thích với nhiều hệ điều hành và phần cứng khác nhau. Open Graphics Library đã giải quyết vấn đề này bằng cách cung cấp ngôn ngữ độc lập cho đồ họa, có thể hoạt động trên hầu hết các nền tảng và máy tính, kể cả những máy tính không hỗ trợ đồ họa cao cấp.

OpenGL được định nghĩa là một tập hợp các hàm hoặc lệnh phải được thực hiện đúng thời điểm. Mỗi lệnh có trách nhiệm cho việc vẽ và tạo ra các hiệu ứng đặc biệt.

Để đảm bảo tính đồng nhất, danh sách các lệnh được thiết lập để tạo ra các hiệu ứng có thể lặp lại hoặc độc lập trên từng hệ điều hành. Đồng thời cung cấp các quy trình kết nối đặc biệt trên mỗi nền tảng. Điều này giúp OpenGL hoạt động hiệu quả trên môi trường của mỗi hệ thống.

OpenGL có những tính năng gì?

Hiện nay Open Graphics Library đã tích hợp nhiều tính năng và được triển khai thông qua API. Các tính năng bao gồm:

• Loại bỏ bề mặt ẩn
• Chống hiện tượng răng cưa
• Trộn Alpha
• Tính toán pixel
• Làm mịn
• Theo dõi và biến đổi mô hình
• Cung cấp hiệu ứng môi trường như: khói, sương mù, ...

Silicon Graphics được biết đến là nhà sản xuất máy trạm đồ họa hàng đầu thế giới. Họ là đối tác chính trong việc phát triển Open Graphics Library, hợp tác với nhiều tổ chức như Intel, DEC, IBM, Sun Microsystems, Microsoft,… Điều này giúp việc sử dụng OpenGL trong việc phát triển ứng dụng không tốn kém cho các nhà sản xuất.

Hiện nay Microsoft cũng cung cấp thư viện OpenGL để người dùng có thể tải về và trải nghiệm miễn phí trên hệ điều hành Windows của mình.

OpenGL có tác dụng gì?

Dưới đây là vài tác dụng của Open Graphics Library:

• Đơn giản hóa tương tác trong mô hình ba chiều thông qua một giao diện lập trình thống nhất và dễ sử dụng.
• Tối ưu và hỗ trợ các tính năng của giao diện Open Graphics Library bằng cách đảm bảo tính tương thích trên các phần cứng thiết kế ba chiều khác nhau. Trong trường hợp không thể đảm bảo 100% tương thích vật lý, Open Graphics Library sẽ sử dụng sức mạnh của phần mềm để giải quyết vấn đề.
• Tiêu chuẩn của Open Graphics Library có khả năng nhận diện các hình học như đường thẳng, đa giác, điểm,... và chuyển đổi chúng thành điểm đồ họa trên màn hình thông qua quá trình thực hiện trên Đường ống Đồ họa (Graphics Pipeline).

OpenGL có những ưu điểm gì?

Để hiểu rõ hơn về Open Graphics Library, mọi người có thể xem các ưu điểm và nhược điểm của tiêu chuẩn này như sau:

Mức độ phổ biến

Open Graphics Library hiện là tiêu chuẩn kỹ thuật được áp dụng rộng rãi trên các nền tảng và hệ điều hành như macOS, Windows, Linux, và các thiết bị di động.

Hỗ trợ nhiều nền tảng

Open Graphics Library có khả năng hoạt động trên đa nền tảng, đa phần cứng, bao gồm cả máy chủ, máy tính cá nhân, thiết bị nhúng và điện thoại di động,…

Hiệu suất cao

Open Graphics Library được thiết kế để tối ưu hoá hiệu suất xử lý đồ họa trên phần cứng, giúp thiết bị đạt hiệu suất hoạt động cao trong thiết kế đồ họa 2D, 3D.

Lin động

OpenGL cung cấp một loạt các tính năng và chức năng để tạo ra nhiều hiệu ứng đồ họa từ đơn giản đến phức tạp. Nó cũng bao gồm các hiệu ứng chuyển động và ánh sáng rất hấp dẫn.

Cộng đồng phát triển rộng lớn

Open Graphics Library có một cộng đồng phát triển lớn, cung cấp nhiều tài liệu và mã nguồn mở để hỗ trợ phát triển. Điều này giúp người dùng dễ dàng tìm kiếm thông tin và giải quyết vấn đề.

Tương thích ngược

Open Graphics Library cũng hỗ trợ việc tương thích ngược trên các phiên bản cũ. Điều này cho phép các ứng dụng viết dựa trên các phiên bản cũ của Open Graphics Library vẫn có thể hoạt động trên các phiên bản mới.

Cần lưu ý rằng Open Graphics Library có thể được thay thế bởi tiêu chuẩn Vulkan trong những tình huống đặc biệt, đặc biệt là trong việc phát triển ứng dụng đồ họa 3D với hiệu suất cao trên các nền tảng như Linux và Windows.

Nhược điểm của OpenGL là gì?

Ngoài những lợi ích đã nói, Open Graphics Library cũng có một số hạn chế sau:

Xử lý kém đối với các loại đồ họa phức tạp

Open Graphics Library không cung cấp các tính năng nâng cao như hiệu ứng đặc biệt, xử lý ánh sáng hoặc các công cụ mô phỏng phức tạp. Điều này có nghĩa là các ứng dụng yêu cầu đồ họa chất lượng cao sẽ gặp khó khăn khi sử dụng Open Graphics Library.

Hỗ trợ kém cho công nghệ mới

Open Graphics Library cập nhật chậm với những công nghệ thiết kế đồ họa mới. Nếu bạn muốn sử dụng các tính năng đồ họa cao cấp như Machine Learning hay Ray Tracing trong phần mềm của mình, bạn sẽ gặp khó khăn khi dùng Open Graphics Library.

Thiết lập ứng dụng tương thích đa nền tảng gặp khó khăn

Mặc dù OpenGL là độc lập với các nền tảng, nhưng việc thiết lập ứng dụng để tương thích trên nhiều hệ điều hành sẽ gặp khó khăn. Vấn đề này phát sinh do sự khác biệt trong quá trình triển khai và hỗ trợ từ Open Graphics Library trên các hệ điều hành khác nhau.

Hạn chế về tối ưu hiệu suất

Có một số lập trình viên cho rằng Open Graphics Library không đáp ứng đủ nhu cầu về tối ưu hiệu suất trong thiết kế đồ họa. Điều này dẫn đến hiệu suất hoạt động kém và người dùng gặp khó khăn khi cố gắng đạt được tốc độ khung hình cao. Đặc biệt là đối với các ứng dụng đòi hỏi đồ họa nặng.

So sánh 2 API: OpenGL và Vulkan?

Open Graphics Library và Vulkan đều là hai API phổ biến dùng để phát triển ứng dụng trò chơi và đồ họa. Dưới đây là một số điểm để so sánh Open Graphics Library và Vulkan:

Hiệu năng

Vulkan được thiết kế để tối ưu hóa tối đa hiệu năng của phần cứng, đặc biệt là trên các thiết bị mạnh như máy tính và di động. Vulkan cho phép người lập trình kiểm soát trực tiếp các tài nguyên phần cứng và tối ưu hiệu suất. Trái lại, Open Graphics Library có thể hạn chế về hiệu năng trong một số trường hợp.

Độ linh hoạt

Vulkan cũng mang đến sự linh hoạt cao hơn cho người lập trình trong việc kiểm soát quy trình thiết kế đồ họa. API này cho phép lập trình viên điều chỉnh từ quá trình xây dựng đến gửi lệnh, quản lý bộ nhớ và đồng bộ hóa. Trong khi đó, Open Graphics Library chỉ cung cấp giao diện đơn giản hóa và giới hạn sự kiểm soát của người lập trình.

Hỗ trợ đa nền tảng

OpenGL có khả năng hoạt động trên nhiều thiết bị khác nhau như điện thoại, laptop, và các thiết bị nhúng. Vulkan cũng hỗ trợ nền tảng rộng rãi tuy nhiên tập trung hơn vào máy tính và thiết bị di động.

Khả năng mở rộng

Vulkan hỗ trợ xử lý đồ họa phức tạp, đa luồng. API này cho phép lập trình viên tận dụng tối đa khả năng xử lý đa luồng của GPU và CPU. OpenGL thường gặp khó khăn trong việc xử lý đồ họa phức tạp và không thể tối ưu hoá hiệu suất đa luồng.

Tóm lại, Vulkan là một API mạnh mẽ trong lĩnh vực đồ họa với tính linh hoạt cao hơn so với Open Graphics Library. Đặc biệt là trong việc tối ưu hiệu suất và hỗ trợ di động. Tuy nhiên, OpenGL vẫn là một API phổ biến và hữu ích cho các ứng dụng đồ họa đơn giản hoặc cần tương thích đa nền tảng.

OpenGL có những phiên bản nào?

Dưới đây là một số phiên bản của Open Graphics Library mà bạn có thể tham khảo:

• Open Graphics Library 1.0: Xuất hiện từ năm 1992 và là phiên bản đầu tiên của Open Graphics Library.
• Open Graphics Library 1.1: Ra mắt từ năm 1997 và đã tích hợp nhiều tính năng mới như tạo tọa độ texture, đối tượng texture và mảng đỉnh,…
• Open Graphics Library 1.2: Ra mắt từ năm 1998 và được bổ sung thêm nhiều tính năng mới như multitexturing, nén texture, môi trường texture,…
• Open Graphics Library 2.0: Ra mắt từ năm 2004 và mang đến phương pháp lập trình thiết kế đồ họa 3D mới mẻ thông qua việc sử dụng shaders.

• OpenGL 3.0: Xuất hiện từ năm 2008 và đã có nhiều thay đổi về cấu trúc API. Nhà phát triển đã loại bỏ nhiều tính năng cũ và bổ sung thêm các extension mới.
• Open Graphics Library 4.0: Xuất hiện từ năm 2010, phiên bản này đã được bổ sung thêm một số tính năng như hỗ trợ SPIR-V và tăng tính tương thích vượt trội so với các phiên bản trước.
• Bên cạnh đó, Open Graphics Library còn có nhiều phiên bản dành cho di động và nhúng như Open Graphics Library for Embedded Systems, Open Graphics Library ES 1.0, Open Graphics Library ES 3.0, Open Graphics Library ES 2.0, Open Graphics Library ES 3.1…

Lời kết

Vậy là bạn đã hiểu rõ về OpenGL thông qua bài viết này. Đây là một API đồ họa hữu ích cho việc thiết kế đồ họa và phần mềm của nhiều lập trình viên hiện nay. Nếu bạn quan tâm đến lĩnh vực này, hãy tìm hiểu thêm về Open Graphics Library ngay hôm nay.