opengl - 为什么OpenGL最初被设计成状态机？

Question

就目前而言，这个问题不适合我们的问答形式。我们希望答案得到事实、引用资料或专业知识的支持，但这个问题可能会引发辩论、争论、投票或扩展讨论。如果您觉得这个问题可以改进并可能重新打开，visit the help center寻求指导。




9年前关闭。




在我的 OpenGL 体验中，我经常忘记设置一些状态。所以我认为状态机在今天可能不是一个好的设计。但现在它必须兼容。而且我也知道DirectX在早期也是一个状态机。我想知道为什么 OpenGL 和 DirectX 最初被设计为状态机？

Answer 1

当人们提到“状态机”时，不清楚人们的意思是什么，因为他们从不解释相反的意思。因此，我将在 OpenGL“状态机”与当前 D3D“不是状态机”方面进行一般性和具体性的讨论。

OpenGL 和 Direct3D 都使用全局状态。每个渲染命令都需要你设置一堆状态。

为了在这两个 API 中呈现，您必须设置一堆全局状态。您必须设置要使用的着色器。您必须设置要使用这些制服的当前参数。如果您使用纹理，则需要设置它们。您需要设置当前视口(viewport)参数。等等。

这种“状态机”的原因很简单:硬件通常是这样工作的。

每个状态位代表 GPU 中的一些寄存器。这些寄存器是状态。需要加载着色器才能进行渲染。您需要设置视口(viewport)寄存器。您需要设置正在使用的纹理寻址寄存器。等等。因此，API 是状态机，因为 GPU 是状态机。

您可以想象这将通过渲染命令来完成。但只要看看你需要通过多少物体。你必须传递一堆着色器、一堆纹理、你的顶点数据、你的帧缓冲区、你的视口(viewport)设置、你的混合设置等等。

因此，API 让你做 GPU 所做的事情。你事先设置了所有这些东西。

另外，这使 API 更快。为什么？因为现在 API 知道您正在使用什么状态。如果你想用不同的纹理渲染一个网格的不同部分，你可以保持帧缓冲区、视口(viewport)、顶点数据等都相同。您在它们之间唯一改变的是您使用的纹理。

如果您使用带有数十个参数的某种巨型 Draw 调用，那么现在 API 必须查看每个参数以查看它是否与您上次的 draw 调用相同。如果不是，它必须更新 GPU 寄存器。

现在，至于OpenGL和D3D之间的区别。在这种情况下，所讨论的区别在于它们如何对待对象。

D3D 是基于对象的，因为修改对象的函数将对象作为参数。此外，大多数 D3D 对象是不可变的。创建它们后，您将无法更改它们的大部分设置。一旦你创建了一个特定大小、格式等的纹理，它就完成了。在不删除对象并创建新对象的情况下，您无法使用不同的大小/格式/等重新分配它。

OpenGL 是基于状态的。这意味着修改对象(大部分)的 OpenGL 函数不会将它们操作的对象作为参数。

这与其说是一种“设计”，不如说是 OpenGL 对向后兼容性的严格遵守。 OpenGL 中的对象只是全局状态的片段；这就是它们的定义方式。为什么？

因为最初，在 OpenGL 1.0 中，没有对象(除了显示列表)。是的，甚至没有纹理对象。当他们认为这很愚蠢并且他们需要对象时，他们决定以向后兼容的方式实现它们。每个人都已经在使用在全局状态下运行的函数。所以他们只是说通过绑定(bind)一个对象，你覆盖了全局状态。那些曾经改变全局状态的函数现在改变了对象的状态。

通过这种方式，他们可以在 API 中引入对象，而无需引入一堆仅适用于对象的新函数。因此，以前工作的代码只需进行非常小的调整就可以与对象一起工作，而不是强制对代码进行非平凡的重写。这也意味着，如果他们需要引入戳纹理的新功能，他们可以使用和不使用对象。因此，它是向后和向前兼容的。

Most OpenGL objects work this way :如果你想改变它们，你必须绑定(bind)它们，然后修改“全局”状态。