Die Programmierung einer Grafikanwendung wird durch OpenGL stark vereinfacht, da du ein Programm erhältst, das auf den verschiedensten Plattformen laufen kann, wenn es nicht für jede Plattform optimiert ist. Wie funktioniert OpenGL und wie kann man seine Möglichkeiten nutzen?
Wenn du von OpenGL gehört hast, hast du wahrscheinlich wahrgenommen, dass dieser Standard etwas mit Grafik zu tun hat. Das ist auch richtig. Aber was genau ist das?
Eine grafische API
OpenGL (Open Graphics Library) ist eine API, die sich mit Grafikfunktionen befasst. Mit anderen Worten: Es handelt sich um eine Reihe von vordefinierten und vorprogrammierten Grafikfunktionen, auf die ein Entwickler zurückgreifen kann, um Elemente auf einem Bildschirm zu zeichnen.
Es gibt noch weitere APIs, z. B. Direct X für Windows oder Metal für iOS. Die Stärke von OpenGL liegt jedoch darin, dass die in diesem Standard definierten Funktionen den Grafikprozessor der meisten neueren Grafikkarten steuern können, also z. B. sowohl auf PCs als auch auf Macs.
💡Zur Erinnerung: GPUs (Grafikprozessoren) sind normalerweise viel leistungsfähiger als CPUs (Mikroprozessoren).💡
Eine Spezifikation
OpenGL ist insofern besonders, als es sich – und der Name Open Graphics Library ist in dieser Hinsicht irreführend – nicht um eine Bibliothek handelt, wie es sie für Python gibt. In Wirklichkeit ist OpenGL eine „Spezifikation“. Was ist damit gemeint?
Wir könnten eine Spezifikation mit einem Computerrezept vergleichen, in dem Sinne, dass sie beschreibt, was ein Programm leisten muss, aber nicht die entsprechenden Anweisungen liefert.
📌Und ja … OpenGL enthält keinen Code. Es legt fest, dass bestimmte 2d- und 3d-Grafikfunktionen für eine bestimmte Grafikkarte existieren müssen, z. B:
- ein Dreieck zeichnen,
- den Inhalt eines Blocks einfärben,
- eine Lichtquelle definieren,
- etc.
Jede dieser Funktionen wird aufgerufen, um bestimmte Parameter zu empfangen und ein bestimmtes Ergebnis zurückzugeben, z. B. das Zeichnen eines Dreiecks in einem Fenster.
Jeder Hersteller verwaltet seine eigene Version von OpenGL
Der Hersteller einer Grafikkarte (Nvidia, AMD, Intel…) kümmert sich um die Implementierung der OpenGL-Funktionen für seine eigene Hardware.
Der Grafikkartentreiber ist die Schnittstelle zwischen dem von einem Entwickler geschriebenen Programm und dem Grafikprozessor der Karte.
Plattformübergreifende Anwendung von OpenGL
Der Vorteil von OpenGL ist, dass ein Programm, das diese Spezifikation nutzt, mit einer Vielzahl von Grafikkarten funktioniert – mit fast allen neueren Grafikkarten.
OpenGL ist eine plattformübergreifende Spezifikation. Dasselbe Spiel oder dieselbe App kann auf Windows, iOS, Linux und Android laufen.
🧐Das einzige Problem: Da jeder Hersteller seinen eigenen OpenGL-Code implementiert, kann es vorkommen, dass ein Spiel auf unterschiedlicher Hardware (z. B. Xbox Series X und Sony PS5) nicht ganz gleich aussieht und nicht gleich funktioniert.
Einfache Anwendung
Die wichtigste plattformübergreifende Alternative zu OpenGL ist Vulkan. Diese von der Khronos Group vorgeschlagene Spezifikation bietet eine genauere Kontrolle über die Grafikkarten und ebnet somit den Weg für eine bessere Optimierung.
OpenGL ist jedoch für Entwickler, die gerade erst mit der Entwicklung von Videospielen oder Apps beginnen, viel einfacher zu erlernen. Außerdem ist OpenGL aufgrund seines Alters (1992) ziemlich stabil und vorhersehbar auf allen möglichen Plattformen.
Natürlich wird ein großes Spielentwicklungsstudio davon profitieren, ein Spiel direkt mit Direct X 12-Ultimate für die Windows-Version, mit Metal für Mac und iPad usw. zu programmieren.
Zwei Versionen von OpenGL
Es gibt zwei verZwei Versionen von OpenGL:
- Legacy OpenGL
- Modern OpenGL (Version 3.3 und höher).
Dieser bietet Zugriff auf sogenannte „Shader“, also Code, der direkt auf dem Grafikprozessor ausgeführt wird und festlegt, wie einzelne Pixel, aber auch Attribute von Polygonen behandelt und dargestellt werden sollen.
OpenGL ist für Einsteiger geeignet
Wenn du also gerade erst mit der Anwendungsprogrammierung beginnst und dich fragst, welches Werkzeug du verwenden sollst, ist es mehr als ratsam, OpenGL zu verwenden. Wenn du ein wenig Übung hast, wirst du vielleicht Vulkan, Direct3D oder Metal verwenden wollen. OpenGL eignet sich hervorragend für den Einstieg in die Verwaltung von grafischen Benutzeroberflächen und ist daher ein idealer Weg für Anfänger.
