ＯｐｅｎＧＬ和ＤｉｒｅｃｔＸ在技術和應用上的區別及聯系\t

摘要:在圖形行業領域，OpenGL和DirectX都是被廣泛接納的圖形API。兩者自推出到現在，在圖形領域都有著廣泛的應用，并處于不斷競爭之中。OpenGL和DirectX各有優缺。該文著眼于OpenGL和DirectX在技術和應用上的區別及聯系，對二者進行了簡要的分析，從而對OpenGL和DirectX進行更好的運用。

關鍵詞:OpenGL;DirectX;技術及應用

中圖分類號:TP391文獻標識碼:A文章編號:1009-3044(2009)24-7064-01

The Differences and Relations of OpenGL and DirectX in Technique and Application

YANG Hui

(Huazhong Normal University，Wuhan 430079， China)

Abstract: In the field of computer graphics，both OpenGL and DirectX are widely accepted API.They have been widely applied since they are produced.And they are competing continually.Both of OpenGL and DirectX have its’advantages and disadvantages.This paper analyzed the differences and relations of OpenGL and DirectX from the perspective of technique and application，thus we can better understand and apply OpenGL and DirectX.

Key words: OpenGL; DirectX; techniques and applications

在圖形行業領域，OpenGL和DirectX都是被廣泛接納的圖形API。OpenGL(全稱是Open Graphics Library)，是個專業的圖形程序接口，功能強大。DirectX是一種應用程序接口(API)，它可讓以windows為平臺的游戲或多媒體程序獲得更高的執行效率，加強3D圖形和聲音效果，并為設計人員提供一個共同的硬件驅動標準。兩者自推出到現在，在圖形領域都有著廣泛的應用，并處于不斷競爭之中。當然，二者各有優缺。本文著眼于OpenGL和DirectX在技術和應用上的區別及聯系，對二者進行了簡要的分析。

1 OpenGL和DirectX在技術上的區別

1.1 可移植性

OpenGL具有較強的移植性。它是一個定義了跨編程語言、跨平臺的編程接口的規格，它用于三維圖像，二維圖像亦可，是“開放的圖形程序接口”。OpenGL可以獨立于視窗操作系統或其它操作系統，是與硬件無關的軟件接口，可以在不同的平臺，如Windows 95、Windows NT、Unix、Linux等之間進行移植。

DirectX只能用于windows操作系統，移植性較差。它是基于Windows平臺的應用程序接口(API)，它可以讓以Windows為平臺的游戲或多媒體程序獲得更高的執行效率。

1.2 包含模塊

OpenGL只是圖形函數庫，是專業的3D程序接口，功能強大，調用方便的底層3D圖形庫。它的前身是SGI公司為其圖形工作站開發的IRIS GL，IRIS GL是一個工業標準的3D圖形軟件接口。在OpenGL的基礎上還有多種高級圖形庫，可以適應不同的應用。[1]OpenGL被設計為只有輸出，因此只提供渲染功能。核心API沒有窗口系統、音頻、打印、鍵盤/鼠標或其它輸入設備的概念。也正是這樣的設計，允許它進行渲染的代碼完全獨立于運行的操作系統，允許跨平臺開發。

DirectX并不是一個單純的圖形API，它是由微軟公司開發的用途廣泛的API，它包含有Direct Graphics(即Direct 3D和Direct Draw)、Direct Input、Direct Play、Direct Sound、Direct Show、Direct Setup、Direct Media Objects等多個組件，它提供了一整套的多媒體接口方案。[2]尤其在3D圖形方面的表現突出。DirectX開發之初是為了彌補Windows 3.1系統對圖形、聲音處理能力的不足，而今已發展成為對整個多媒體系統的各個方面都有決定性影響的接口。DirectX中，圖形顯示部分擔任圖形處理的關鍵分為DirectDraw(DDraw)和Direct3D(D3D)，前者主要負責2D圖像加速，包括很多方面:如我們播放mpg、DVD電影、看圖、玩小游戲等等用的都是DDraw。后者則主要負責3D效果的顯示，比如CS中的場景和人物等，都是使用了DirectX的Direct3D。聲音部分中最主要的API是DirectSound，除了播放聲音和處理混音之外，還加強了3d音效，并提供了錄音功能。輸入部分DirectInput可以支持很多的游戲輸入設備，能夠讓這些設備充分發揮最佳狀態和全部功能。除了鍵盤和鼠標之外還可以連接手柄、搖桿、模擬器等。

1.3 幾何實體圖元

OpenGL是3D圖形的底層圖形庫，沒有提供幾何實體圖元，不能直接用來描述場景。但是，通過一些轉換程序，可以很方便地將AutoCAD、3DS等3D圖形設計軟件制作的DFX和3DS模型文件轉換成OpenGL的頂點數組。

DirectX提供的幾何實體圖元為三角形。在DirectX下繪制的任何幾何體都是由三角形圖元構成的。1.4 硬件通信方面

DirectX 使程序能夠輕松確定計算機的硬件性能，然后設置與之匹配的程序參數。該程序使得多媒體軟件程序能夠在基于 Windows 的具有 DirectX 兼容硬件與驅動程序的計算機上運行，同時可確保多媒體程序能夠充分利用高性能硬件。

OpenGL是個與硬件無關的軟件接口，可在任何平臺上運行。與DirectX能設置與硬件匹配的程序參數相比，要遜色一些。目前，硬件開發商正在設法加強對它的支持。

2 OpenGL和DirecX在應用上的區別

OpenGL和DirecX在技術上的差異，使得兩者在應用上也有差別。

OpenGL 只是圖形函數庫，是專業的3D程序接口，并且具有跨平臺性。因此，在專業高端繪圖領域，OpenGL仍然是不能被取代的主角。在包含CAD、內容創作、能源、娛樂、游戲開發、制造業、制藥業及虛擬現實等行業領域中，OpenGL得到廣泛的應用。 幫助程序員實現在 PC、工作站、超級計算機等硬件設備上的高性能、極具沖擊力的高視覺表現力圖形處理軟件的開發。

DirectX并不是一個單純的圖形API，它提供了一整套的多媒體接口方案。可以讓以windows為平臺的游戲或多媒體程序獲得更高的執行效率，加強3D圖形和聲音效果，并提供設計人員一個共同的硬件驅動標準，讓游戲開發者不必為每一品牌的硬件來寫不同的驅動程序，也降低用戶安裝及設置硬件的復雜度。其次，DirectX能設置與硬件匹配的程序參數。因此， DirectX適合于多媒體、娛樂、即時3D動畫等廣泛和實用的3D圖形計算，以及基于windows平臺上的游戲開發等。[3]但是它也有缺陷，由于是以COM接口形式提供的，所以較為復雜，穩定性差。Direct3D目前還不能支持高端的圖形設備和專業應用，而Open GL在這些領域占據著統治地位。

3 OpenGL和DirectX之間的聯系

OpenGL和DirectX都提供對圖形的強大的訪問處理能力。如果仔細看它們的API形式，會發現它們是非常有對稱性的， 這也從側面反映了3D渲染流水線和3D圖形學的本質是一致的。OpenGL和DirectX的API設計都是基于3D渲染流水線和3D圖形學的基礎。因此，它們主要的思想是一致的，最大的不同在于兩者與硬件的匹配上有差異。了解OpenGL和DirectX在技術及應用的區別與聯系，能夠幫助我們對OpenGL和DirectX進行更好的運用。

參考文獻:

[1] 鄧桂英.OpenGL 制作三維游戲的研究[J].計算機與現代化，2005(11):24-28.

[2] McAskie M.DirectX特效游戲程序設計[M].柯鵬，譯.北京:科學出版社，2006.

[3] 王明福，齊治文.基于DirectX的游戲動畫技術研究[J].計算機工程與設計，2005(4):940-943.