OpenGL hay Open Graphics Library là một cụm từ mà có lẽ bạn đã từng nghe thấy vài lần ở đâu đó nhưng chưa biết rõ nó là gì? Những ai đang làm trong lĩnh vực thiết kế đồ họa sẽ biết đến thuật ngữ này nhiều hơn và biết cách sử dụng nó. Bài viết sau sẽ giúp bạn tìm hiểu về Open Graphics Library và tác dụng của nó trong lĩnh vực đồ họa hiện nay.
OpenGL là gì?
Đây là từ viết tắt của cụm từ tiếng Anh là Open Graphics Library. Đây được coi là 1 tiêu chuẩn về kỹ thuật trong đồ họa và nó được đưa vào tin học để cung cấp giao diện để lập trình cho ứng dụng – API trong không gian ba chiều.
Trước khi xuất hiện Open Graphics Library thì việc thiết kế các ứng dụng về đồ họa luôn đòi hỏi các công ty cần viết lại những bộ phận đồ họa sao cho tương thích trên nhiều hệ điều hành cùng những phần cứng về đồ họa khác. Open Graphics Library đã xử lý vấn đề bằng việc cung cấp ngôn ngữ độc lập trong đồ họa. Nó có thể tương thích hầu hết các nền tảng, mọi dạng máy tính và cả những máy tính hiện không có hỗ trợ tính năng đồ họa chất lượng cao.
OpenGL được xác định như là một tổ hợp gồm các hàm hoặc lệnh cần phải thực hiện kịp thời. Từng lệnh phải chịu một trách nhiệm cho hoạt động như vẽ hay thiết kế những hiệu ứng có tính đặc biệt.
Bằng việc chịu trách nhiệm này, danh sách các lệnh sẽ được thiết lập để tạo ra những hiệu ứng có thể lặp đi rồi lặp lại hoặc độc lập với những đặc tính trên mỗi hệ điều hành. Nhưng nó vẫn đảm bảo cung cấp những quy trình liên kết đặc biệt trên mỗi hệ điều hành. Từ đó giúp Open Graphics Library vận hành tốt trong môi trường thuộc một hệ thống nào đó.
OpenGL có những tính năng nào?
Hiện nay Open Graphics Library đang tích hợp khá nhiều tính năng và được yêu cầu qua API. Trong đó bao gồm những tính năng như:
- Loại bỏ những bề mặt bị ẩn
- Chống loại hiệu ứng có răng cưa
- Trộn Alpha
- Tính toán pixel
- Làm mịn
- Theo dõi và biến đổi các mô hình
- Cung cấp hiệu ứng trong không khí, ví dụ như: khói, khói mù, sương mù,…
Silicon Graphics được coi là đơn vị sản xuất những máy trạm về đồ họa số 1 trên thế giới. Đây là một đơn vị hàng đầu trong lĩnh vực phát triển Open Graphics Library cùng sự hợp tác với nhiều tổ chức khác như Intel, DEC, IBM, Sun Microsystems, Microsoft,… Vì vậy, việc dùng Open Graphics Library để thiết kế những ứng dụng cũng không làm tốn chi phí của những nhà sản xuất.
Hiện nay Microsoft cũng cung cấp kho thư viện của Open Graphics Library nên mọi người có thể tải xuống và trải nghiệm miễn phí những tính năng trong hệ điều hành Windows của mình.
OpenGL có tác dụng gì?
Sau đây là một vài tác dụng của Open Graphics Library:
- Tối giản hóa sự tương tác ở những mô hình dạng không gian 3 chiều qua 1 giao diện được lập trình có tính thống nhất, dễ dùng.
- Tối ưu và hỗ trợ những tính năng trên giao diện của Open Graphics Library bằng việc yêu cầu tính tương thích ở những phần cứng thiết kế 3D khác nhau. Nếu không thể bảo đảm tính tương thích 100% cho phần cứng thì Open Graphics Library được dùng sức mạnh trên phần mềm và giải quyết.
- Tiêu chuẩn Open Graphics Library có thể nhận diện những hàm dạng hình học như đường thẳng, đa giác, điểm,… Tiếp đó nó sẽ chuyển đổi thành những điểm dạng đồ họa ở trong màn hình qua quá trình thực hiện trên Graphics Pipeline (Ống đồ họa).
OpenGL có những ưu điểm nào?
Để hiểu hơn về Open Graphics Library thì mọi người có thể xem những ưu điểm và nhược điểm của tiêu chuẩn này như sau:
Độ phổ biến
Open Graphics Library hiện là tiêu chuẩn kỹ thuật được áp dụng rộng rãi khắp các nền tảng, hệ điều hành khác nhau, bao gồm macOS, Windows, Linux, di động,…
Đa dạng nền tảng
Open Graphics Library có thể vận hành trên nhiều nền tảng, phần cứng, gồm cả máy chủ, máy tính cá nhân, thiết bị nhúng hay điện thoại di động,…
Hiệu suất hoạt động cao
Open Graphics Library được thiết kế theo hướng tận dụng tối đa hiệu suất xử lý trong lĩnh vực đồ họa trên phần cứng. Từ đó giúp thiết bị đạt được hiệu suất hoạt động cao trong thiết kế đồ họa 2D, 3D.
Linh hoạt
OpenGL cung cấp hàng loạt những tính năng, chức năng nhằm tạo ra nhiều hiệu ứng trong đồ họa từ đơn giản tới phức tạp. Ngoài ra còn có những hiệu ứng đồ họa dạng chuyển động và những hiệu ứng về ánh sáng khá bắt mắt.
Cộng đồng phát triển lớn
Open Graphics Library có cộng đồng lớn để hỗ trợ phát triển với rất nhiều nguồn tài liệu, nguồn của mã mở. Nó giúp cho mọi người dễ kiếm thông tin, xử lý vấn đề.
Tương thích ngược
Open Graphics Library cũng hỗ trợ việc tương thích ngược trên những phiên bản cũ. Nó cho phép những ứng dụng viết trên những phiên bản Open Graphics Library cũ mà vẫn vận hành trên phiên bản mới.
Mọi người cũng cần lưu ý rằng là Open Graphics Library có thể thay thế bởi tiêu chuẩn Vulkan trong vài tình huống đặc biệt. Nhất là trong lĩnh vực phát triển những ứng dụng thiết kế đồ họa chuẩn 3D với hiệu suất cao trong những nền tảng như Linux, Windows.
Hạn chế của OpenGL là gì?
Bên cạnh những ưu điểm trên thì Open Graphics Library cũng có một số hạn chế như sau:
Xử lý kém những dạng đồ họa có tính phức tạp cao
Open Graphics Library không đem lại những tính năng nâng cấp như hiệu ứng đặc biệt, xử lý ánh sáng hay những công cụ dùng để mô phỏng một cách phức tạp. Nó có nghĩa là những ứng dụng đòi hỏi chất lượng đồ họa cao cấp thì người dùng sẽ gặp trở ngại khi dùng Open Graphics Library.
Hỗ trợ kém cho công nghệ mới
Open Graphics Library cập nhật khá chậm với những công nghệ thiết kế đồ họa mới. Nếu mọi người muốn dùng chức năng đồ họa cao cấp hơn như Machine Learning hay Ray Tracing ở phần mềm của mình thì bạn sẽ gặp trở ngại khi dùng Open Graphics Library.
Gặp khó khăn khi thiết lập ứng dụng tương thích nhiều nền tảng
Dù OpenGL có tính độc lập với những nền tảng. Tuy nhiên việc thiết lập ứng dụng có tính tương thích nhiều nền tảng sẽ gặp trở ngại. Tình trạng này xuất hiện vì sự khác nhau ở quá trình triển khai, hỗ trợ từ Open Graphics Library trên đa dạng hệ điều hành.
Hạn chế ở việc tối ưu hiệu suất
Hiện nay có một vài người lập trình đánh giá Open Graphics Library không thể đủ để cung cấp những công cụ, khả năng tối ưu hiệu suất của việc thiết kế đồ họa. Việc này gây ra tình trạng hiệu suất hoạt động kém và người dùng gặp trở ngại khi muốn đạt được một tốc độ trong khung hình khá cao. Nhất là với những ứng dụng yêu cầu đồ họa ở mức nặng.
So sánh 2 API: OpenGL và Vulkan?
Open Graphics Library và Vulkan đều là 2 API được sử dụng phổ biến để phát triển những ứng dụng trò chơi, ứng dụng đồ họa. Sau đây là vài điểm để so sánh Open Graphics Library và Vulkan:
Hiệu suất
Vulkan được người ta thiết kế nhằm tận dụng hiệu năng của phần cứng ở mức tối đa. Nhất là trên những thiết bị máy tính và di động mạnh mẽ. Vulkan hỗ trợ người lập trình có thể kiểm soát những tài nguyên của phần cứng một cách trực tiếp và tối ưu hiệu suất. Còn Open Graphics Library lại có hạn chế ở mặt hiệu suất trong vài trường hợp.
Độ linh hoạt
Vulkan cũng cung cấp cho người lập trình sự linh hoạt tốt hơn khi kiểm soát quy trình thiết kế đồ họa. API này cho phép các người lập trình điều chỉnh những bước trong đồ họa. Từ thao tác xây dựng đến gửi lệnh, quản lý cho bộ nhớ và tiến hành đồng bộ. Còn Open Graphics Library chỉ cung cấp được giao diện tối giản và giới hạn sự kiểm soát của người lập trình.
Hỗ trợ nền tảng
OpenGL sẽ được hỗ trợ trên đa dạng nền tảng hơn, gồm điện thoại, laptop, thiết bị nhúng,… Còn Vulkan cũng có thể hỗ trợ đa dạng nền tảng. Tuy nhiên, nó sẽ có tính tập trung nhiều hơn trong quá trình hỗ trợ những máy tính cá nhân hay thiết bị di động.
Khả năng mở rộng
Vulkan có thể hỗ trợ quá trình xử lý các dạng đồ họa phức tạp, đa luồng. API này cho phép những người lập trình tận dụng những lõi có khả năng xử lý nhiều luồng của GPU và CPU một cách tối đa. Còn Open Graphics Library thường gặp trở ngại ở khâu xử lý những dạng đồ họa có tính phức tạp và không thể tận dụng hết hiệu năng xử lý đa luồng.
Nói tóm lại, Vulkan là API mạnh mẽ trong đồ họa và có sự linh hoạt cao hơn Open Graphics Library. Nhất là trong vấn đề tối ưu hóa hiệu suất, hỗ trợ di động. Nhưng Open Graphics Library vẫn là API phổ biến và có ích cho những phần mềm đồ họa tối giản hay cần tương thích với đa dạng nền tảng.
OpenGL có những phiên bản nào?
Sau đây là một vài phiên bản của Open Graphics Library mà mọi người có thể tham khảo:
- Open Graphics Library 1.0: Xuất hiện kể từ năm 1992 và đây là phiên bản khởi đầu của Open Graphics Library.
- Open Graphics Library 1.1: Ra mắt kể từ năm 1997 và đã tích hợp thêm nhiều chức năng mới như texture coordinate generation, texture objects và vertex arrays…
- Open Graphics Library 1.2: Ra mắt kể từ năm 1998 và được bổ sung thêm nhiều chức năng mới, chẳng hạn như multitexturing, texture compression, texture environment,…
- Open Graphics Library 2.0: Ra mắt kể từ năm 2004 và mang tới phương thức tiếp cận khá mới mẻ bằng cách lập trình dạng đồ họa thiết kế 3D qua việc dùng shaders.
- OpenGL 3.0: Ra mắt kể từ năm 2008 và phiên bản đã có nhiều thay đổi ở cấu trúc API. Nhà phát hành đã loại bỏ khá nhiều chức năng cũ rồi bổ sung thêm những extension.
- Open Graphics Library 4.0: Ra mắt kể từ năm 2010, nhà phát hành đã thêm vào phiên bản này một vài chức năng như SPIR-V support cùng tính tương thích vượt trội hơn các phiên bản trên.
- Bên cạnh đó, Open Graphics Library cũng đem đến nhiều phiên bản trên di động, 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
Như vậy, mọi người đã tìm hiểu rõ về OpenGL qua bài viết trên. Đây là một API đồ họa có thể hỗ trợ công việc thiết kế đồ họa hay thiết kế phần mềm của nhiều lập trình viên hiện nay. Nếu bạn đang tìm hiểu về lĩnh vực này thì hãy tìm hiểu về Open Graphics Library ngay hôm nay.
Tham khảo bài viết hôm nay:
