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OpenGL®作为业界最为广泛使用的2D和3D图形接口标准，应用在成千上万的各式各样的计算机的程序中。从初期的崭露头角，到与Direct3D激烈竞争，后经历黯淡被Khronos接手又发扬光大，已经历经波折发展了20年。由于过去的黯淡，至今甚至仍有人站在错误的时间角度认为它是落后的——它从未停止它前进的步伐，这篇文章就来简述OpenGL的版本历史和发展。
OpenGL 1.0
发布时间： 1992年1月
OpenGL的最早版本OpenGL 1.0由Mark Segal和Kurt Akeley发布于1992年1月。从这之后，OpenGL每隔一段时间都会发布一个新版本的规范，这些规范定义了一些显卡必须支持的新扩展。这就决定了OpenGL的每个版本其实就是由各个扩展组成的，当硬件的驱动全部支持相应的扩展的时候，相应的OpenGL版本就被支持了。
OpenGL 1.1
发布时间：1997年1月
扩展 | 特性增加 |
Vertex arrays | |
Polygon offset | |
Logical operation | |
Internal texture formats, texture proxy, and texture env | |
Copy texture and subtexture from framebuffer | |
Texture object |
时隔5年OpenGL才发布新的版本OpenGL 1.1，而Direct3D的出现（尤其是红色警戒的大卖）使得OpenGL感觉到了压力。顶点数组（Vertex arrays）的出现取代了glVertex*这类立即模式绘图函数，多个数据可以被一个函数调用绘制了，降低了调用函数带来的CPU循环开销；polygon offset解决了z-fighting和stitching的问题；在pre-fragment operation开始支持逻辑操作（logic operation）；纹理方面开始支持纹理代理（texture proxy）和纹理环境映射(texture environment)，以及从帧缓冲（frameuffer）复制像素至texture或者subtexture；纹理对象（texture object）的出现改变了过去只能使用显示表（display list）来静态地使用纹理的方法，现在纹理和参数（texture parameter）能被改变了。
OpenGL 1.2
发布时间：1998年3月16日
扩展 | 特性 |
Three-dimensional texture | |
BGR or BGRA pixel format | |
Packed pixel formats | |
Normal rescaling | |
Separate specular color | |
Texture coordinate edge clamping | |
Texture LOD control | |
Vertex array draw element range |
这个版本的OpenGL开始支持可以用于体渲染（volume rendering）和体纹理（solid texture）的texture 3D；BGRA和BGA的出现主要是为了兼容某些平台和硬件；包装像素（pack pixel）的出现使得像素可以在不同的对象之间进行像素传输（pixel transfer），这也就是像素缓冲对象（pixel buffer object）的前身；GL_SGIS_texture_edge_clamp扩展的出现将texture coordinate规范在[0,1]这个区间；GL_SGIS_Texture_lod扩展则带来了重要的MipMap技术，可以通过对纹理参数（texture parameter）的控制来完成对MipMap的控制。
OpenGL 1.2.1
发布时间：1998年10月14日
这个版本的OpenGL没有什么重大的改变，但是专门介绍了ARB扩展的概念。ARB扩展是经过OpenGL ARB认证的扩展，这样的扩展将被广泛地实现。
OpenGL 1.3
发布时间：2001年8月14日
扩展 | 特性增加 |
compressed texture format | |
texture cube | |
GL_ARB_multitexture（removed） | multi-texture |
Texture add env mode, texture combine env mode, texture dot3 env mode | |
Texture border clamp | |
transpose matrix |
这个版本开始支持压缩纹理（compressed texture），可以有效地减少存储和带宽的压力，现在广泛的应用于各种对存储大小和带宽敏感的手持设备上；立方体纹理（texture cube）的出现主要用于在天空盒（skybox）、动态反射（dynamic reflection）等技术上；而multisample的出现让OpenGL可以支持纹理和Framebuffer的MSAA抗锯齿技术，代替了过去在光栅化状态（rasterizer state）中趋近无用的抗锯齿设置。
OpenGL 1.4
发布版本：2002年7月24日
扩展 | 特性增加 |
Automatic mipmap generation | |
Blend squaring | |
Depth texture adn shadows | |
Fog coordinate | |
Multi draw arrays | |
Point parameters | |
Secondary color | |
Separate blend functions | |
Stencil warp | |
Texture crossbar env mode | |
Texture mirrored repeat | |
Window raster position |
这个版本开始支持纹理自动生成Mipmap； 以及关于point光栅化的parameter。
OpenGL 1.5
发布时间：2003年7月29日
扩展 | 特性增加 |
Buffer object | |
Occlusion query | |
Shadow functions |
这个版本出现了缓冲对象（buffer object），彻底取代了过去的顶点数组（vertex array）和立即模式，顶点数据可以从客户端内存（client‘s memory）上传到服务端内存(server‘s memory)了；同时添加了非常重要的遮挡查询（occlusion query）。
OpenGL 2.0
发布时间：2004年9月7日
扩展 | 特性增加 |
OpenGL Shading Language 1.00 | |
Multiple render targets | |
Non-power-of-two textures | |
Point sprites | |
Separate stencil |
OpenGL终于有了自己的着色语言（shading language），ARB选择了3Dlabs的Dave设计的着色语言成为OpenGL原生的着色语言，同时OpenGL也开始有了顶点着色器（vertex shader）和片元着色器（fragment shader），导致这个阶段的OpenGL出现了固定管线和可编程管线并存的情况；OpenGL的片元着色器输出（fragment shader output）现在也可以输出到帧缓冲（framebuffer）的多个渲染目标（render target）上去了；同时OpenGL的纹理也不再有2^n大小的限制。
OpenGL 2.1
发布时间：2006年7月2日
扩展 | 特性增加 |
Pixel buffer objects | |
sRGB textures |
这个版本增加了像素缓冲对象（pxiel buffer object），用来更快地像素传输（pixel tansfer）的工作，支持将像素从纹理对象（texture object）和帧缓冲对象（framebuffer object）包装到（pack）像素缓冲对象（pixel buffer object），或者从像素缓冲对象解包装到纹理对象和帧缓冲对象，另外像素缓冲对象也可以像普通的缓冲对象（buffer object）一样被映射（map）更新数据，通过DMA的方式更加快地传输纹理；同时支持sRGB格式的纹理对象。
代号Longs Peak和OpenGL 3.0争议
在OpenGL 3.0发布之前，这个版本的代号叫做Longs Peak，包含了很多大量修改OpenGL的工作方式以及根本性改变API的调用方式等内容。2008年8月11日OpenGL 3.0发布，这个版本的OpenGL开始分core profile和compatibility profile，并且Khronos Group希望只支持core profile，这个革新性的规范引起一片哗然，许多厂商明确表示不会接受这个建议，并表示会继续支持许多被划入compatibility profile的扩展，迫于压力compatibility profile被改为是可选的。OpenGL 3.0的出现改变了过去OpenGL一定会向下兼容的特性，在一定程度上简化了API的臃肿以及增加了API的灵活度。
OpenGL 3.0
发布日期：2008年8月11日
扩展 | 特性增加 |
New functions for shading language | |
Framebuffer objects, along with blitting, multisample renderbuffer objects, and packed depth/stencil image formats | |
Framebuffer blit | |
Floating-point color and depth internal formats for textures and render buffers | |
Red-Green texture compression | |
Transform feedback | |
Vertex array objects | |
Conditional rendering | |
Intergral image formats |
这个版本的OpenGL变化非常的大，开始分core profile和compatibility profile，core profile扩展的实现决定了所支持的OpenGL版本。下面列出这个版本之后可能会被弃用的很多特性：
这个版本正式把帧缓冲对象（framebuffer object）划入core profile，现在OpenGL也具有离线的帧缓冲了，就像Direct3D的output-merger stage专门管理render target和接收fragment shader的输出；增加了许多GLSL的函数，尤其是texture方面的；帧缓冲对象之间可以互相拷贝像素到持有的不同的render target，是性能上的提升；增加了浮点型和整型的texture和depth的image format；另外也增加了RGTC这个自带的纹理压缩模式；最为重要的增加就是transform feedback，数据可以经过vertex shader和geometry shader之后，又输出回buffer而不经过rasterization以及之后的阶段，在物理和粒子的计算上面非常的有用；增加的vertex array object方便管理buffer object以及vertex attrib pointer和其开启/关闭状态，不必每次在渲染前都要设置一遍了；增加了重要的条件渲染（conditional rendering）。
OpenGL 3.1
发布日期：2009年3月24日
扩展 | 特性增加 |
Instanced rendering | |
Data copying between buffer objects | |
Buffer texture | |
Rectangle texture | |
Uniform buffer object | |
Primitive restart |
有了Instanced rendering，减轻了同类物体绘制所占有的带宽压力；Copy buffer的出现，是让数据在client端进行拷贝，也是一种性能的优化；Buffer texture其实是让buffer object像texture那样被访问，在某些特殊的场合有意想不到的用途；不得不谈的就是uniform buffer object，过去OpenGL上传uniform数据需要靠glUniform*的函数进行上传，而OpenGL每个函数的调用所消耗的CPU循环都非常的大，频繁地调用glUniform*会带来很大的性能问题，而且到后期这些单个的uniform也会被保存至OpenGL管理的default uniform buffer中，现在开放了uniform buffer object，通过map/unmap更新数据，函数调用开销明显地减少。
OpenGL 3.2
发布日期：2009年8月3日
扩展 | 特性增加 |
Geometry shaders, input/output interface block | |
Fence sync objects | |
D3D compatible color vertex component ordering | |
Draw command allowing modification of the base vertex index | |
Seamless cube map filtering | |
Multisampled textures andd texture samplers for specific sample locations | |
Shader fragment coordinate conventions control | |
Provoking vertex control | |
Fragment depth clamping |
这个版本最重磅的支持就是几何着色器（geometry shader）， 可以用来生成新的图元类型（点、线和三角形），后期重要的tessellation等技术都会使用到它；还有一个就是Texture正式支持multisample，可以作为render target来进行framebuffer object上的抗锯齿，而不是经过的WGL_ARB_multisample和GLX_ARB_multisample进行窗口的抗锯齿。
OpenGL 3.3
发布日期：2010年3月11日
扩展 | 特性增加 |
Dual-source blending | |
Shader-defined locationfor attributes and fragment shader outputs | |
Simple boolean occlusion query | |
Sampler objects | |
Texture swizzle | |
Timer queries | |
Instanced arrays | |
new texture format for unsigned_10_10_10_2 and new vertex attributes for 2_10_10_10 |
这个版本是shader model 4.0的OpenGL的最终版本，这个版本改变了程序需要查询输入变量（attribute）的location的方式，可以像HLSL指定semantic一样在shader里指定layout，减少了相应API的调用；同时将texture object和sampler state解耦，增加了sampler object，sampler object也可以绑定到ACTIVE_TEXTURE上了。
OpenGL 4.0
发布日期：2010年3月11日
扩展 | 特性增加 |
Tessellation control and evaluation shaders | |
OpenGL Shading Language 4.00 | |
Request minimum number of fragment inputs | |
Individual blend equations for each color output | |
Draw instanced arrays indirect | |
Transform feedback objects and multiple feedback stream output |
这个版本和OpenGL 3.3同时发布，增加了令人兴奋的Tessellation Shader；Shader Language 4.00的subroutine提供了在运行时刻不需要切换着色器或者是重新编译或者使用if判断选择不同功能的方法，降低了切换着色器程序所带来的巨大开销（切换着色器的CPU循环消耗真的非常的惊人）；另外GL_ARB_draw_buffers_blend让fragment shader输出的每条buffer都可以完成各自的pre-fragment operaion，而不是像过去那样每条都完成相同的pre-fragment operation；GL_ARB_transform_feedback2和GL_ARB_transform_feedback3提供了transform feedback object，以及transform feedback相关的控制（比如pause之类），也把transform feedback当做一个对象来进行处理。
OpenGL 4.1
发布日期：2010年7月26日
扩展 | 特性增加 |
Pulling missing functionality from OpenGL ES 2.0 into OpenGL | |
Query and load a binary blob for program objects | |
Ability to bind programs individually to programmable stages | |
Multiple viewports for the same rendering surface, or one per surface | |
Documents precision requirements for several FP operaions | |
Provoids 64-bit floating-point component vertex shader inputs |
这个版本把OpenGL ES的一些功能划入core profile的范围，一方面反映出了OpenGL ES巨大的成功；GL_ARB_get_program_binary提供了可以将shader事先编译好序列化进入二进制文件，避免了运行时进行编译的方法；这个版本也提供了64位的浮点型输入变量，提升了数据精度。
OpenGL 4.2
发布日期：2011年8月8日
扩展 | 特性增加 |
Allows instanced rendering with a starting instance value | |
Allows for sub-rectangle selections when transferring compressed texture data | |
Allos querying of the aligment for pointers returned from buffer object mapping operations | |
Allows the user to detect the maximum number of samples possible for a particular image format and texture type | |
Allows querying of the alignment for pointers returned from buffer object mapping operations | |
Allows the setting of Uniform Buffer Object and sampler binding points directly from GLSL, among many other small changes | |
Allows texture objects to have immutable storage, and allocating all mipmap levels and images in one call. The storage becomes immutable, but the contents of the storage are not | |
Allows instanced rendering of data written by transform feedback operations | |
Allows atomically incrementing/decrementing and fetching of buffer object memory locations from shaders | |
Allows shaders to read and write images, with few but difficult restrictions | |
Allows the use of certain advanced compression formats |
这个版本比较好的改动就是现在也支持Compressed pixel format transfer了，而过去这是不允许的；另外提供了immutable texture，可以调用一次API创建texture object而不是像过去一样要频繁地调用API；还有一个就是GL_ARB_texture_compression_bptc，以及compatibility profile的GL_EXT_texture_compression_s3tc，让OpenGL开始支持所有的Block Compression格式。
OpenGL 4.3
发布日期：2012年8月6日
扩展 | 特性增加 |
GLSL multidimensional arrays | |
Clear Buffer Objects to specific values, ala memset | |
Arbitrary Compute Shaders | |
Arbitrary image copying | |
Debug messaging | |
Compatibility with OpenGL ES 3.0 | |
Specifying uniform locations in a shader | |
Rendering to a Framebuffer Object that has no attachments | |
Generalized queries for information about Image Formats | |
Texture, buffer object, and framebuffer invalidation | |
Issuing multiple indirect rendering commands from a single drawing command | |
Improved API for getting info about program object interfaces | |
Buffer object read-write access from shader, via a uniform-block style mechanism | |
Get size of images from GLSL | |
Accessing the stencil values from a depth/stencil texture | |
Layer and viewport indices available from the fragment shader | |
GLSL can detect the available mipmap pyramid of a sampler or image | |
Immutable storage for multisample textures | |
The ability to create a new texture, with a new internal format, that references an existing texture‘s storage | |
Separation of vertex format from buffer object | |
More robustness of API |
扩展 | 特性增加 |
Allows buffer objects to have immutable storage, and allocating all data in one call. | |
Clear texture Objects to specific values. | |
Add more functionality to layout qualifiers in OpenGL Shading Language. | |
Allowing applications to bind or unbind a set of objects in one call. | |
Introduces a mechanism whereby the result of a query object may be retrieved into a buffer object instead of client memory. | |
Extends the set of texture warp mdes to include an additional mode that effectively uses a texture map twice as large as the original image in which the additional half of the new image is a mirror image of the original image. | |
Accept STENCIL_INDEX8 as a texture internal format. | |
New vertex attribute data format. | |
Allows application to write generic compute shader that operate on work groups with arbitrary dimensions. | |
Add "parameter buffer" which is a target allowing buffers to store parameters for certain drawing commands. | |
Allow a implementation to provide a per-texture setting for enabling seamless sampling from cube maps. | |
Add a built-in variable gl_DrawID in OpenGL Shading Language. | |
Add new built-in functions to compute the cmpoite of a set of boolean conditions across a group of shader invocations. |
附录
OpenGL 4.4 pipeline
Q&A:
Q：OpenGL已经落伍了，更新的也非常的慢，再努力几年也赶不上技术雄厚的Direct3D。
A：近几年Khronos Group接手OpenGL之后，发展速度迅猛，新版本的OpenGL已经更新到了OpenGL 4.4，其功能略超过Direct3D 11，且被Nvidia和AMD主流显卡全面支持；值得注意的是有96.8%手持设备都只使用桌面OpenGL的子集OpenGL ES作为他们的图形编程接口；许多家用游戏机也使用OpenGL作为其图形的编程接口。OpenGL已经重新回到主流的地位，我想或许你的教科书真的是太老了！
Q：OpenGL的功能会比Direct3D少，且OpenGL的速度不如Direct3D来得快。
A：PC上的OpenGL和Direct3D工作在同样的硬件上，他们的功能是基本一致的，另外你应该看看这个。
Q：从哪里才能下载到OpenGL的SDK？
A：OpenGL并没有SDK，想要启用高级OpenGL都是通过获取相应的函数指针来完成的，当然必须由显卡的驱动支持才行。不过有些库可以帮你完成这类繁琐的工作，比如GLEW。
Q：OpenGL的扩展是什么？
A：OpenGL功能的实现都是靠一个个扩展实现的，如果实现了OpenGL版本规范规定的扩展，那么就是实现了相应的OpenGL扩展。
Q：我如何知道我的设备支持了多少OpenGL扩展以及什么OpenGL扩展？
A：在编程中你可以使用特定的库比如GLEW检测相应的扩展是否被支持；你也可以下载OpenGL Extensions Viewer直观的查看支持的OpenGL的特性和扩展，这个软件也有多个平台的版本。
Q：感觉OpenGL的文档都太不详细了，我在搜索引擎里搜索的结果都很令人失望。
A：详细的OpenGL文档都在其官网里：①OpenGL Registry里面有上百个OpenGL扩展的文档；②OpenGL Reference Page里面有各个函数的使用方法；③OpenGL Reference Card能帮助你宏观地了解OpenGL的所有主要函数；④OpenGL Specification其实是扩展文档的集合，不过也是非常的详细和有用。
Q：什么是Core Profile和Compatibility Profile？
A：在OpenGL的发展历程中，总是兼顾向下兼容的特性，但是到了一定的程度之后，这些旧有的OpenGL API不再适应时代的需要，还有一些扩展并不是驱动一定要实现的扩展，这些被统一划入可选的Compatibility Profile；而由OpenGL规范规定必须支持的扩展，则是Core Profile，想要支持先进的OpenGL，相应的Core Profile扩展必须被实现。
Q：有什么好的入门书籍可以介绍吗？
A：《OpenGL Superbible》和《OpenGL Shading Language Cookbook》以及《OpenGL Insights》都非常的不错。
Q：OpenGL如何进行Debug，DirectX的PIX真的很好用呢。
A：现在支持GLSL和OpenGL跟步调试的只有Nvidia的Nsight，只支持Nvidia的显卡；其他的基本都是track，不支持GLSL的跟步调试，比如AMD的GPUPerfClient以及gDEBugger。还有AMD的GPU ShaderAnalyzer也非常的不错，能看到相应的GLSL汇编代码。
Q：OpenGL有多少引擎支持呢！
A：基本主流的引擎都会在上层抽象一层，然后都有用OpenGL和Direct3D分别实现的模块；绝大部分的主流引擎都留有了OpenGL的实现。
Q：网上很多Tutorias都很老了，Nehe也落伍了，有没有比较好的Tutorias呢？
A：当然有！看看这个。
Q：学OpenGL来钱快不快？
A：建议去新XX学厨师。
后记
在khronos Group接手OpenGL之后，OpenGL的API的进化方向也渐渐地和Direct3D一致了，其深层次原因是因为硬件进化趋势的一致性，在API的使用上OpenGL也渐渐地和Direct3D更加的相似了，在OpenGL 4.4的环境下，基本可以“还原”出和Direct3D 11一样的接口，从Direct3D11移植到OpenGL程序不再是一件难事。
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