Qué Es OpenGL Usos, Características, Opiniones, Precios

Silicon Graphics, fabricante de estaciones de trabajo de gráficos avanzados, inició el desarrollo de OpenGL, una interfaz que tiene todo para la producción de imágenes y gráficos en 2D y 3D. Y se ha estandarizado con la participación y la anuencia de grandes empresas de la industria gráfica digital.

Aunque OpenGL no es en sí mismo un «juego de herramientas» de desarrollo, tales juegos de herramientas están disponibles, incluido el juego de herramientas de gráficos 3D de programación orientada a objetos de Silicon Graphics, Open Inventor.

No hay ningún costo, aparte del aprendizaje, para desarrollar una aplicación usando la API de OpenGL. Microsoft ofrece descargas gratuitas de las bibliotecas OpenGL para sus sistemas Windows.

Sigue con nosotros para seguir descubriendo más de esta interfaz que se ha hecho tan popular en el ambiente del desarrollo gráfico avanzado.

Qué es OpenGL

OpenGL es una especificación, una descripción. No es un código ni un software ejecutable, y tampoco es una biblioteca. Es una poderosa interfaz de software (API), que se utiliza para producir imágenes generadas por computadora de alta calidad y aplicaciones de gráficos interactivos mediante la representación de objetos geométricos 2D y 3D, mapas de bits e imágenes en color.

Antes de OpenGL, cualquier empresa que desarrollaba una aplicación gráfica normalmente tenía que reescribir la parte gráfica de la misma para cada plataforma de sistema operativo y también tenía que ser consciente del hardware gráfico.

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Con OpenGL, una aplicación puede crear los mismos efectos en cualquier sistema operativo utilizando cualquier adaptador de gráficos que adhiera a OpenGL.

OpenGL es un acrónimo de Open Graphics Library y es desarrollado y distribuido por Khronos Group. Su característica principal es que se utiliza específicamente para interactuar con la Unidad de procesamiento de gráficos (GPU).

Te ayudará a lograr un renderizado acelerado por hardware. Por lo tanto, seguramente aumentará la velocidad de renderizado en tu sistema. Además, definirá la salida y el diseño de cada función.

OpenGL está disponible solo para dispositivos Windows. Pero tiene soporte para casi cualquier GPU (Unidad de procesamiento general). Otra gran característica es que tiene soporte para diferentes idiomas, lo que lo convierte en un software entre idiomas.

Además, tiene soporte para extensiones. Aunque es un software con muchas funciones, también puedes instalar extensiones de una amplia gama según tus necesidades. Por lo tanto, puedes expandir la lista de funciones o tener alguna función específica para tu propósito.

OpenGL, por sí mismo, es en realidad multiplataforma, lo cual es obvio, es, nuevamente, una especificación y, además, existen controladores para cada plataforma.

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En cualquier caso, para mostrar algo en la pantalla, será necesario que:

• Obtengas acceso a la funcionalidad concreta de implementación de OpenGL.
• Configures el sistema de ventanas y el contexto OpenGL.

Ambas cosas requieren cierta interacción con el sistema operativo: para cargar punteros de función de implementación de OpenGL y, también, para crear una ventana.

Sin embargo, hay bibliotecas que, de hecho, manejan todo esto.

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Para que se puede usar OpenGL

OpenGL especifica un conjunto de «comandos» o funciones ejecutadas inmediatamente. Cada comando dirige una acción de dibujo o produce efectos especiales. Se puede crear una lista de estos comandos para efectos repetitivos.

OpenGL es independiente de las características de ventanas de cada sistema operativo, pero proporciona rutinas especiales de «pegamento» para cada sistema operativo que permiten que OpenGL funcione en el entorno de ventanas de ese sistema.

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OpenGL viene con una gran cantidad de capacidades integradas que se pueden solicitar a través de la API. Estos incluyen eliminación de superficies ocultas, fusión alfa (transparencia), suavizado, mapeo de texturas, operaciones de píxeles, transformaciones de visualización y modelado, y efectos atmosféricos (niebla, humo y neblina).

¿Cómo cargo funciones OpenGL?

GLEW (siglas de OpenGL Extension Wrangler Library) es una biblioteca C / C ++ multiplataforma, que ayuda a consultar y cargar extensiones OpenGL.

GLEW puede cargar todas las funciones de OpenGL reales que puedas necesitar. Solo necesita incluirse como un archivo de encabezado y, luego, inicializarse a través de la función ya existente. En una inicialización satisfactoria, los punteros de función correctos estarán allí.

¿Cómo inicializar una ventana y un contexto OpenGL?

Hay dos implementaciones multiplataforma principales de la interacción de ventanas y la creación de contexto OpenGL:

1. GLUT (siglas de OpenGL Utility Toolkit), que es una forma oficial y muy antigua de hacerlo.
2. Una biblioteca más nueva, llamada «GLFW» (siglas de Graphics Library Framework). GLFW, por el momento, tiene soporte experimental opcional para Mir y Wayland.

OpenGL es definitivamente la API de gráficos más simple disponible. OpenGL es algo que necesitas aprender solo por su simplicidad: El conocimiento adquirido de OpenGL no será redundante en tu capacitación.

Características de OpenGL

Los usuarios móviles y web de hoy en día esperan una experiencia perfecta que combine contenido rico y excelente capacidad de respuesta: transmisión de video, gráficos en 3D, imágenes a gran escala, animaciones de interfaz de usuario fluidas y ágiles, etc.

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Todo esto significa hacer mucho procesamiento de gráficos exigente. Y OpenGL cumple con todas estas exigencias. Aquí te mostramos algunas de sus características más relevantes.

1. Velocidad

La velocidad bruta es la principal ventaja de usar OpenGL. De hecho, el resto de esta lista solo es posible gracias a esta increíble velocidad. El motor que impulsa esta velocidad es la Unidad de procesamiento de gráficos o GPU.

Cuando un procesador normal dibuja una imagen, tiene que recorrer cada píxel uno por uno. La pantalla que estás mirando en ese momento probablemente tenga millones de píxeles, por lo que obviamente es lento.

Sin embargo, una GPU utiliza procesamiento paralelo y puede capturar grandes cantidades de píxeles y hacerlos todos a la vez. De hecho, las GPU modernas tienen tasas de relleno medidas en miles de millones de píxeles por segundo.

Esto significa que puede crear imágenes muy complejas que simplemente serían imposibles de otra manera.

2. Multiplataforma

Hay otras muy buenas alternativas a OpenGL como DirectX de Microsoft por ejemplo, o Metal de Apple. Pero estos son específicos de la plataforma (DirectX solo funcionará con Windows), mientras que OpenGL está diseñado para ser independiente de la plataforma.

Si escribes una implementación de OpenGL para iPhone, se puede migrar a Android casi sin cambios y obtendrás resultados idénticos. Cuando estás desarrollando una aplicación para múltiples plataformas, esto puede ahorrar mucho esfuerzo de desarrollo.

3. WebGL

A veces, un sitio web o una aplicación web tiene más sentido comercial que una aplicación móvil, básicamente descartando gráficos de alto rendimiento. Pero recientemente hemos visto la adopción generalizada del estándar WebGL.

Esta es una versión especial de OpenGL diseñada para ejecutarse en navegadores web que utilizan HTML5. Así que ahora también podemos agregar gráficos acelerados por hardware a los sitios web, mejorando aún más la independencia de la plataforma de OpenGL.

Una aplicación WebGL se ejecutará de manera idéntica ya sea en Chrome en tu computadora portátil, Mobile Safari en tu iPhone o IE11 en tu Surface Tablet. Todo desde el mismo código exacto.

4. Reducción de la barrera de entrada

OpenGL puede ser difícil de acceder debido a su complejidad. Pero todos los días se desarrollan nuevos marcos que lo hacen cada vez más fácil, especialmente con WebGL.

Frameworks como ThreeJS y Babylon facilitan la introducción a WebGL. Y muchas plataformas ahora incorporan OpenGL en las tareas diarias, por lo que es posible que ya lo estés utilizando y ni siquiera te des cuenta.

IOS Core Graphics, Android’s Surface y HTML5’s Canvas están respaldados por OpenGL para permitir que incluso las tareas más mundanas se beneficien de la aceleración del hardware, por ejemplo, la representación de texto o el desplazamiento de páginas.

Todas estas herramientas permiten a los desarrolladores dedicarse al negocio de crear imágenes asombrosas rápidamente sin tener que comprender los detalles técnicos. Esto significa que las razones para no usar OpenGL están desapareciendo rápidamente.

5. Fidelidad visual

Nada agrega un toque visual como los gráficos 3D avanzados, y ese es uno de los mejores y más comunes usos de OpenGL. Al agregar una tercera dimensión, puedes crear una sensación de fisicalidad y tangibilidad en tus imágenes que de otro modo sería imposible de lograr.

Esto también te permite transmitir ideas complejas y visualizar big data de formas intuitivas y fáciles de entender. Y la velocidad de la GPU significa que puede cambiar y personalizar las imágenes sobre la marcha en función de la entrada del usuario.

Pero OpenGL no se limita a gráficos 3D. Se usa comúnmente para hacer que las animaciones de la interfaz de usuario sean más receptivas o para manejar videos incrustados o para dibujar gráficos vectoriales; en realidad, cualquier elemento visual que coloques en la pantalla, es un juego para OpenGL.

OpenGL se está volviendo cada vez más omnipresente y comprender cómo aprovechar su increíble poder es una necesidad para los desarrolladores.

6. Estandariza la industria

OpenGL es un estándar de la industria guiado por un consorcio independiente. El OpenGL Architecture Review Board es el que supervisa la especificación de OpenGL. Convierte a OpenGL en el único estándar de gráficos verdaderamente abierto, independiente del proveedor y multiplataforma.

7. Gran estabilidad en diferentes plataformas

OpenGL se ha mantenido estable durante más de siete años en una amplia variedad de plataformas. Las adiciones a la especificación están bien controladas y las actualizaciones propuestas se anuncian a tiempo para que los desarrolladores adopten los cambios.

Los requisitos de compatibilidad con versiones anteriores garantizan que las aplicaciones existentes no queden obsoletas.

8. Gran Compatibilidad con diferentes SO

Las aplicaciones OpenGL ofrecen confiabilidad y proporcionan resultados de visualización consistentes en cualquier hardware compatible con OpenGL API, independientemente del sistema operativo o sistema de ventanas.

9. Ofrece escalabilidad

OpenGL ofrece escalabilidad con aplicaciones que pueden ejecutarse en sistemas que abarcan desde la electrónica de consumo hasta PC, estaciones de trabajo y supercomputadoras.

En consecuencia, las aplicaciones pueden escalar a cualquier clase de máquina que el desarrollador elija apuntar.

Ventajas

• Reduce la sobrecarga de CPU asociada con la renderización.
• Gran calidad visual de escenas texturizadas.
• OpenGL tiene una sobrecarga de CPU más baja que las otras API.
• Hay documentación más detallada para OpenGL, mientras que otras API no tienen documentación tan detallada.
• OpenGL es más funcional que cualquier otra API.
• OpenGL es portátil.
• Es una API multiplataforma, es decir, se puede utilizar en varias plataformas como Windows, Mac y algunos dispositivos portátiles.
• Es más extensible, es decir, las nuevas funciones de hardware se exponen rápidamente.
• Tiene una interfaz estable hasta que se realizan algunos cambios más importantes.
• Ofrece total independencia de los protocolos y tipologías de red.

Desventajas

• Realmente no hemos conseguido desventajas en OpenGL.

Planes y precios

No presenta plan de pago de ningún tipo. Es una interfaz de código abierto, totalmente gratuito.

Cómo y dónde descargar OpenGL

OpenGL (Open Graphics Library) es importante para la representación de gráficos vectoriales 2D y 3D. Es posible que algunas funciones no se activen si la GPU no es compatible con la versión necesaria de OpenGL.

Para verificar las versiones OpenGL compatibles de la tarjeta gráfica:

1. Descarga e instala OpenGL Extensions Viewer.
2. Abre el visor de extensiones OpenGL.
3. En el menú Tareas, haz clic, en Resumen.
4. Aquí puedes verificar la versión OpenGL de la GPU.

Ahora, toca configurar OpenGL para Windows.

Configurar OpenGL para Windows

• Instala y configura MSYS. Dirígete a este enlace https://www.msys2.org/ y descarga el instalador de msys2. Desde allí puedes descargar el programa completo.
• Abre MSYS2. Busca MSYS2 en el cuadro de búsqueda y ábrelo. Obtendrás una interfaz de usuario similar a un símbolo del sistema.
• Instala Pacman en MSYS2. Pulsa el siguiente comando en tu nueva CLI de MSYS2.

$ pacman –Syu

• Instala el paquete MinGW a través de CLI. Después de que Pacman esté instalado, podrás usar Pacman Manager para instalar el paquete MinGW fácilmente con el siguiente comando:

$ pacman -S mingw-w64-x86_64-toolchain

• Instala Freeglut. Presiona el siguiente comando para instalar Freeglut:

$ pacman -S mingw-w64-x86_64-freeglut

• Instala Glew. Ahora instala Glew con el siguiente comando:

$ pacman -S mingw-w64-x86_64-glew

• Descarga bloques de código. Aquí debes tener mucho cuidado con la forma de descargar la versión específica de los bloques de código.

Como ya hemos configurado el paquete MinGW, no necesitamos un bloque de código con la configuración de MinGW, así que instala un bloque de código simple sin mingw-setup como se muestra a continuación:

Dirígete a este enlace http://www.codeblocks.org/downloads  y descarga la versión binaria de bloques de código.

• Configura el compilador en bloques de código. Una vez que hayas terminado con la instalación de los bloques de código, tenemos que realizar alguna configuración del compilador en él.

Haz clic en “Configuración”, luego “Compilador” y luego “Configuración global del compilador”.

En la pestaña Ejecutables de la cadena de herramientas, se encuentra el Directorio de instalación del compilador. Debes reemplazar eso con el mingw64 que reside dentro del msys64 en el Disco local C.

Este es C:\msys64\mingw64

Después de configurar la ruta en los ejecutables de la cadena de herramientas, haz clic en la pestaña Configuración del vinculador. En la parte derecha, hay otras opciones de vinculador donde debes agregar el siguiente comando.

-lfreeglut -lglew32 -lopengl32

Todo listo. Ahora puedes crear un nuevo proyecto para crear tu programa OpenGL. Pero antes de eso tenemos que tener una idea básica para iniciar un proyecto para el programa OpenGL en bloques de código.

Creación de un programa OpenGL

• Haz clic en Archivos.
• Luego dale clic a “Nuevo”.
• Y luego dale clic a “Proyecto”.
• Ahora aparece una pestaña “Nuevo desde plantilla” en la que debes seleccionar Aplicación de consola y hacer clic en Ir.
• Ahora aparece una pestaña de la aplicación de consola. Haz clic en Siguiente.
• Ahora habrá una opción para C y C ++. Elige el idioma en el que vas a escribir el programa. Por ahora, estamos eligiendo el lenguaje C ++.
• Selecciona el idioma y dale clic a “Siguiente”.
• Ahora colócale un nombre al proyecto y haz clic en “Siguiente”.
• Finalmente haz clic en “Finalizar”.

Ahora se inicia el IDE y se proporciona un programa Hello World de muestra en Fuentes > archivo main.cpp. Constrúyelo, ejecútalo y comprueba que la instalación se ejecuta correctamente.

Después de compilar y ejecutar, aparecerá una ventana emergente. Listo, ya puedes comenzar.

Opiniones de usuarios que han usado OpenGL

Veamos algunos comentarios de usuarios que usan OpenGL.

• Roflsausage:

“Recientemente comencé a aprender sobre la tubería para OpenGL moderno, luego descubrí Vulkan. Ya he progresado bastante en mi motor utilizando OpenGL moderno, pero tengo curiosidad por saber qué prefiere la población general.

He escuchado que Vulkan es un poco más complicado de trabajar, pero también puede ser más eficiente”.

• triffid_hunter:

“La última vez que lo comprobé, OpenGL no puede seguir el ritmo de las capacidades de rendimiento de las tarjetas gráficas modernas debido a su naturaleza de un solo subproceso y basada en pilas.

Esto es fundamental para el funcionamiento de la API, no es solo un cambio rápido o diecisiete, lejos de ser increíble.

• ScrimpyCat:

“La tubería programable en realidad es anterior al GL moderno. Modern GL trajo consigo la eliminación de todas las API de funciones fijas, agregó características posteriores (por el momento) como teselación, computación, SSBO, etc., y ha hecho un esfuerzo para intentar mejorar la API y algunos de los costos asociados con ella.

Pero al compararlo con las API de baja sobrecarga basadas en comandos, entonces no es realmente «moderno» en ese contexto. Ya que estos están exponiendo detalles de cómo las GPU / controladores han estado funcionando durante algún tiempo. Mientras que OpenGL todavía se abstrae de eso y oculta esos detalles.

Sin embargo, es probable que OpenGL aún agregue nuevas características que las GPU exponen a lo largo del tiempo como lo han hecho hasta la fecha (a través de extensiones o en la API central), pero por supuesto de una manera abstracta. Es posible que las características de nivel inferior que agreguen las GPU nunca estén expuestas a OpenGL”.

Alternativas a OpenGL. Las 5 Mejores de este año

Veamos algunas alternativas a OpenGL.

1. DirectX

DirectX es un software que sirve como una colección de interfaces de programación de aplicaciones (API). Ayuda a manejar varias tareas diferentes relacionadas con video, multimedia y especialmente juegos.

Fue lanzado por primera vez en el año 1995. Además, este software es desarrollado y distribuido por Microsoft. Se utiliza en muchos videojuegos, así como en el desarrollo de consolas Xbox.

La característica principal es que es mejor para gráficos y visualización. Debido a esta característica, también se utiliza mucho en la ingeniería CAD / CAM. Te ofrece un kit de desarrollo simple (SDK). Y consta de documentación, encabezados y bibliotecas de tiempo de ejecución que se utilizan específicamente en la codificación.

Este SDK está disponible de forma gratuita para que los usuarios lo descarguen. Además, también te proporciona un código de muchos ejemplos de SDK.

2. Vulkan

Vulkan es un software que ofrece servicios y características de API de gráficos y computación 3D. Es eficiente en el manejo de gráficos 3D de alto rendimiento. Fue lanzado por primera vez en el año 2016. Pero pronto se convirtió en uno de los favoritos de los usuarios.

Esto solo por las características y funciones que están disponibles en él. Además, este software es desarrollado y distribuido por Khronos Group, los mismos de OpenGL. La característica principal del software es que te ofrecerá un mayor rendimiento, así como un uso equilibrado de CPU o GPU de tu sistema.

Tiene soporte para tareas paralelas, lo cual es una característica bastante rara de encontrar. Además de los gráficos en 3D, también puede permitirte renderizar gráficos en 2D. Depende únicamente de sus requisitos. Te permite trabajar entre los diferentes núcleos de CPU múltiples de manera eficiente y sencilla.

3. WebGL

WebGL es una herramienta de utilidad que se compone de la API de JavaScript. Está diseñado específicamente para renderizar gráficos 3D y 2D. Fue lanzado por primera vez en el año 2011. Además, este software es desarrollado y distribuido por Khronos WebGL Working Group.

La característica principal del software es que te permite renderizar gráficos dentro de cualquier navegador compatible con el uso de solo complementos. Además, también está totalmente integrado con los estándares web que utilizan la industria o los profesionales.

Permite utilizar el procesamiento de imágenes acelerado por GPU que aumentará la velocidad del software. Aparte de eso, los elementos que están disponibles en el software se pueden mezclar fácilmente con los otros elementos de HTML.

Y se puede componer con el fondo de la página o con la propia página. Este software está basado en OpenGL ES 2.0 con una API para gráficos 3D.

4. SDL

SDL es una biblioteca especialmente diseñada para el desarrollo de software. Es una herramienta multiplataforma que es especialmente utilizada por desarrolladores de software.

Fue lanzado por primera vez en el año 1998. Además, este software fue desarrollado originalmente por Sam Latinga. Pero, hoy en día está desarrollado por la comunidad SDL.

La característica principal de sus herramientas es que te proporcionará una capa de abstracción de hardware para los componentes de hardware multimedia de tu dispositivo.

También se utiliza para escribir juegos de computadora y aplicaciones multimedia de alta calidad y rendimiento. Estas aplicaciones pueden ejecutarse en diferentes sistemas operativos que son utilizados principalmente por los usuarios.

Además, administrará dispositivos de entrada, videos, CD ROM, audio, temporizadores, carga de objetos compartidos, hilos y redes.

5. Allegro

Allegro es una herramienta que te brinda los servicios y características de una biblioteca de software. Especialmente fabricado y utilizado para el desarrollo de videojuegos. Fue lanzado por primera vez en el año 1990.

Además, este software es desarrollado y distribuido por Allegro Developers. La característica principal del software es que esta biblioteca incluye soporte para gráficos 2D, salida de texto y audio, manipulación de imágenes, música MIDI y temporizadores.

Esta biblioteca está dirigida específicamente a la programación multimedia, así como al desarrollo de videojuegos. Hay muchas tareas que puede realizar, como aceptar la entrada del usuario, dibujar imágenes, cargar datos, reproducir sonidos y crear ventanas, mucho más.

Pero no lo malinterpretes como un motor de juego porque no lo es. Así que eres libre de estructurar y diseñar tu aplicación según tu elección.

Preguntas frecuentes

Veamos algunas preguntas relacionadas con OpenGL.

¿Qué NO es OpenGL?

La API de OpenGL solo se ocupa de renderizar gráficos. OpenGL no proporciona funciones para animaciones, temporización, E / S de archivo, procesamiento de formato de archivo de imagen, GUI, etc. OpenGL solo se preocupa por la renderización.

GLUT no es OpenGL. No es parte de OpenGL, es simplemente una biblioteca que utilizan algunos usuarios para crear una ventana OpenGL.

¿Quién mantiene la especificación OpenGL?

La especificación OpenGL es mantenida por el comité del Grupo Khronos llamado OpenGL Architectural Review Board (ARB). Originalmente, la ARB era una organización patrocinada por SGI, pero fue adoptada por el Grupo Khronos.

¿Es OpenGL de código abierto?

No, OpenGL no tiene ningún código fuente. GL es una especificación. Describe la interfaz que usa el programador y el comportamiento esperado. OpenGL es una especificación abierta.

Cualquiera puede descargar la especificación de forma gratuita. Esto se opone a las normas y especificaciones ISO, cuyo acceso cuesta dinero.

¿Dónde puedo descargar OpenGL?

OpenGL no es un producto de software. Es una especificación. Por ejemplo, en Mac OS X, la implementación de OpenGL de Apple está incluida en el sistema operativo.

En Windows, los proveedores de hardware (como NVIDIA o AMD / ATI) utilizan la especificación para escribir su propia implementación, por lo que OpenGL se incluye en los controladores que suministran. Sin embargo, para los propietarios de computadoras portátiles, deberás visitar al fabricante de tu computadora portátil y descargar los controladores de ellos.

Actualizar tus controladores de gráficos suele ser suficiente para obtener la última implementación de OpenGL para tu hardware de gráficos. Esto es suficiente para aquellos que quieran utilizar aplicaciones que requieran OpenGL.

Para los programadores, la instalación de controladores suele ser insuficiente. Deberá cargar los punteros de la función OpenGL, ya sea de forma manual o automática con una biblioteca.

¿Cómo puedo saber qué versión de OpenGL estoy usando?

Una vez que se crea un contexto OpenGL, la información sobre él se puede consultar a través de varias API. glGetString se puede usar con GL_VERSION para obtener la versión como una cadena.

Sin embargo, la función glGetIntegerv con GL_MAJOR_VERSION y GL_MINOR_VERSION se puede utilizar para obtener el número de versión como enteros. Este último requiere GL 3.0+.

Para obtener la última versión compatible con tu GPU, asegúrate de actualizar tus controladores de video. El soporte GL está incluido en los controladores de tu tarjeta de video.

Además, puedes notar que tu versión GL es, por ejemplo, 2.1. ¿Cómo puedes obtener la última versión? Depende de tu GPU. Es posible que tu GPU no admita nada superior, por lo que el fabricante de tu tarjeta de video no proporciona una versión superior. En ese caso, puedes comprar una nueva tarjeta de video o probar Mesa3D.

Conclusión

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Como ya hemos dicho, OpenGL es definitivamente algo que deberás aprender si quieres ser un programador de gráficos. La API es simple y se basa en conceptos gráficos generales.

Y al ser el estándar de la industria, tienes otro motivo para conocer más de OpenGL.