OpenGL是個專業的3D程序接口，是一個功能強大，調用方便的底層3D圖形庫。OpenGL的前身是SGI公司為其圖形工作站開發的IRIS GL。IRIS GL是一個工業標准的3D圖形軟件接口，功能雖然強大但是移植性不好，於是SGI公司便在IRIS GL的基礎上開發了OpenGL。OpenGL的英文全稱是“Open Graphics Library”，顧名思義，OpenGL便是“開放的圖形程序接口”。雖然DirectX在家用市場全面領先，但在專業高端繪圖領域，OpenGL是不 能被取代的主角。
OpenGL是個與.硬件無關的軟件接口，可以在不同的平台如Windows 95、Windows NT、Unix、Linux、MacOS、OS／2之間進行移植。因此，支持OpenGL的軟件具有很好的移植性，可以獲得非常廣泛的應用。由於 OpenGL是3D圖形的底層圖形庫，沒有提供幾何實體圖元，不能直接用以描述場景。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。
在OpenGL的基礎上還有Open Inventor、Cosmo3D、Optimizer等多種高級圖形庫，適應不同應用。其中，Open Inventor應用最為廣泛。該軟件是基於OpenGL面向對象的工具包，提供創建交互式3D圖形應用程序的對象和方法，提供了預定義的對象和用於交互 的事件處理模塊，創建和編輯3D場景的高級應用程序單元，有打印對象和用其它圖形格式交換數據的能力。
OpenGL的發展一直處於一種較為遲緩的態勢，每次版本的提高新增的技術很少，大多只是對其中部分做出修改和完善。1992年7月，SGI公司發布了 OpenGL的1.0版本，隨后又與微軟公司共同開發了Windows NT版本的OpenGL，從而使一些原來必須在高檔圖形工作站上運行的大型3D圖形處理軟件也可以在微機上運用。1995年OpenGL的1.1版本面 市，該版本比1.0的性能有許多提高，並加入了一些新的功能。其中包括改進打印機支持，在增強元文件中包含OpenGL的調用，頂點數組的新特性，提高頂 點位置、法線、顏色、色彩指數、紋理坐標、多邊形邊緣標識的傳輸速度，引入了新的紋理特性等等。OpenGL 1.5又新增了“OpenGL Shading Language”，該語言是“OpenGL 2.0”的底核，用於着色對象、頂點着色以及片斷着色技術的擴展功能。
OpenGL 2.0標准的主要制訂者並非原來的SGI，而是逐漸在ARB中占據主動地位的3Dlabs。2.0版本首先要做的是與舊版本之間的完整兼容性，同時在頂點 與像素及內存管理上與DirectX共同合作以維持均勢。OpenGL 2.0將由OpenGL 1.3的現有功能加上與之完全兼容的新功能所組成(如圖一)。借此可以對在ARB停滯不前時代各家推出的各種糾纏不清的擴展指令集做一次徹底的精簡。此 外，硬件可編程能力的實現也提供了一個更好的方法以整合現有的擴展指令。
目前，隨着DirectX的不斷發展和完善，OpenGL的優勢逐漸喪失，至今雖然已有3Dlabs提倡開發的2.0版本面世，在其中加入了很多類似於DirectX中可編程單元的設計，但廠商的用戶的認知程度並不高，未來的OpenGL發展前景迷茫。
Open GL現狀
Open GL仍然是唯一能夠取代微軟對3D圖形技術的完全控制的API。它仍然具有一定的生命力，但是Silicon Graphics已經不再以任何讓微軟不悅的方式推廣Open GL，因而它存在較高的風險。游戲開發人員是一個有着獨立思想的群體，很多重要的開發人員目前仍然在使用Open GL。因此，硬件開發商正在設法加強對它的支持。Direct3D目前還不能支持高端的圖形設備和專業應用； Open GL在這些領域占據着統治地位。最后，開放源碼社區（尤其是Mesa項目）一直致力於為任何類型的計算機（無論它們是否使用微軟的操作系統）提供Open GL支持。
高級功能
OpenGL被設計為只有輸出的，所以它只提供渲染功能。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。雖然這一開始看起來像是 一種限制，但它允許進行渲染的代碼完全獨立於他運行的操作系統，允許跨平台開發。然而，有些整合於原生窗口系統的東西需要允許和宿主系統交互。這通過下列 附加API實現：
* GLX - X11（包括透明的網絡）
* WGL - Microsoft Windows
另外，GLUT庫能夠以可移植的方式提供基本的窗口功能。
DirectX
DirectX是一種應用程序接口（API），它可讓以windows為平台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，並提供設計 人員一個共同的硬件驅動標准，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。這樣說是不是有點不太明白，其實 從字面意義上說，Direct就是直接的意思，而后邊的X則代表了很多的意思，從這一點上我們就可以看出DirectX的出現就是為了為眾多軟件提供直接 服務的。
舉個例子吧，骨灰級玩家（玩游戲比較長的）以前在DOS下玩游戲時，可不像我們現在，安裝上就可以玩了，他們往往首先要先設置聲卡的品牌和型號，然后還要 設置IRQ（中斷）、I/O（輸入於輸出）、DMA（存取模式），如果哪項設置的不對，那么游戲聲音就發不出來。這部分的設置不僅讓玩家傷透腦筋，而且對 游戲開發者來說就更頭痛了，因為為了讓游戲能夠在眾多電腦中正確運行，開發者必須在游戲制作之初,便需要把市面上所有聲卡硬件數據都收集過來，然后根據不 同的 API（應用編程接口）來寫不同的驅動程序，這對於游戲制作公司來說，是很難完成的，所以說在當時多媒體游戲很少。微軟正是看到了這個問題，為眾廠家推出 了一個共同的應用程序接口——DirectX，只要這個游戲是依照Directx來開發的，不管你是什么顯卡、聲卡、統統都能玩，而且還能發揮更佳的效 果。當然，前提是你的顯卡、聲卡的驅動程序也必須支持DirectX才行。
DirectX是由很多API組成的，按照性質分類，可以分為四大部分，顯示部分、聲音部分、輸入部分和網絡部分。
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。它包括很多方面：我們播 放mpg、DVD電影、看圖、玩小游戲等等都是用的DDraw，你可以把它理解成所有划線的部分都是用的DDraw。后者則主要負責3D效果的顯示，比如 CS中的場景和人物、FIFA中的人物等等，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，並提供了錄音功能。我們前面所舉的聲卡兼容的例子，就是利用了DirectSound來解決的。
輸入部分DirectInput可以支持很多的游戲輸入設備，它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。
網絡部分DirectPlay主要就是為了具有網絡功能游戲而開發的，提供了多種連接方式，TPC/IP，IPX，Modem，串口等等，讓玩家可以用各種連網方式來進行對戰，此外也提供網絡對話功能及保密措施。
DirectX並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(Direct 3D+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。只是其在3D圖形方面的優秀表現，讓它的其它方面顯得暗淡無光。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 是一組低級“應用程序編程接口 (API)”，可為 Windows 程序提供高性能的硬件加速多媒體支持。Windows 支持 DirectX 8.0，它能增強計算機的多媒體功能。使用 DirectX 可訪問顯卡與聲卡的功能，從而使程序可提供逼真的三維 (3D) 圖形與令人如醉如痴的音樂與聲音效果。
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於 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。
DirectX 包含一組 API，通過它能訪問高性能硬件的高級功能，如三維圖形加速芯片和聲卡。這些 API 控制低級功能（其中包括二維 (2D) 圖形加速）、支持輸入設備（如游戲桿、鍵盤和鼠標）並控制着混音及聲音輸出。構成 DirectX 的下列組件支持低級功能：
Microsoft DirectDraw
Microsoft DirectDraw API 支持快速訪問計算機視頻適配器的加速硬件功能。它支持在所有視頻適配器上顯示圖形的標准方法，並且使用加速驅動程序時可以更快更直接地訪問。 DirectDraw 為程序（如游戲和二維圖形程序包）以及 Windows 系統組件（如數字視頻編解碼器）提供了一種獨立於設備之外的方法來訪問特定顯示設備的功能，而不要求用戶提供設備功能的其它信息。
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Microsoft Direct3D
Microsoft Direct3D API (Direct3D) 為大多數新視頻適配器內置的 3-D 調色功能提供界面。Direct3D 是一種低級的 3-D API，它為軟件程序提供一種獨立於設備之外的方法以便與加速器硬件進行有效而強大的通信。Direct3D 包含專用 CPU 指令集支持，從而可為新型計算機提供進一步加速支持。
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Microsoft DirectSound
Microsoft DirectSound API 為程序和音頻適配器的混音、聲音播放和聲音捕獲功能之間提供了鏈接。DirectSound 為多媒體軟件程序提供低延遲混合、硬件加速以及直接訪問聲音設備等功能。維護與現有設備驅動程序的兼容性時提供該功能。
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Microsoft DirectMusic
Microsoft DirectMusic API 是 DirectX 的交互式音頻組件。與捕獲和播放數字聲音樣本的 DirectSound API 不同，DirectMusic 處理數字音頻以及基於消息的音樂數據，這些數據是通過聲卡或其內置的軟件合成器轉換成數字音頻的。DirectMusic API 支持以“樂器數字界面 (MIDI)”格式進行輸入，也支持壓縮與未壓縮的數字音頻格式。DirectMusic 為軟件開發人員提供了創建令人陶醉的動態音軌的能力，以響應軟件環境中的各種更改，而不只是用戶直接輸入更改。
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Microsoft DirectInput
Microsoft DirectInput API 為游戲提供高級輸入功能並能處理游戲桿以及包括鼠標、鍵盤和強力反饋游戲控制器在內的其它相關設備的輸入。
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Microsoft DirectPlay
Microsoft DirectPlay API 支持通過調制解調器、Internet 或局域網連接游戲。DirectPlay 簡化了對通信服務的訪問，並提供了一種能夠使游戲彼此通信的方法而不受協議或聯機服務的限制。DirectPlay 提供了多種游說服務，可簡化多媒體播放器游戲的初始化，同時還支持可靠的通信協議以確保重要游戲數據在網絡上不會丟失。DirectPlay 8.0 的新功能即支持通過網絡進行語音通信，從而可大大提高基於多媒體播放器小組的游戲的娛樂性，同時該組件還通過提供與玩游戲的其他人對話的功能而使團體游戲 更具魅力。
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Microsoft DirectShow
Microsoft DirectShow API 提供了可在您的計算機與 Internet 服務器上進行高品質捕獲與回放多媒體文件的功能。DirectShow 支持各種音頻與視頻格式，包括“高級流式格式 (ASF)”、“音頻-視頻交錯 (AVI)”、“數字視頻 (DV)”、“動畫專家組 (MPEG)”、“MPEG 音頻層 3 (MP3)”、 “Windows 媒體音頻/視頻 (WMA/WMV)”以及 WAV 文件。DirectShow 還具有視頻捕獲、DVD 回放、視頻編輯與混合、硬件加速視頻解碼以及調諧廣播模擬與數字電視信號等功能。
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DirectX 的歷史
DirectX 1.0
第一代的DirectX很不成功，推出時眾多的硬件均不支持，當時基本都采用專業圖形API－OpenGL，缺乏硬件的支持成了其流行的最大障礙。
DirectX 1.0版本是第一個可以直接對硬件信息進行讀取的程序。它提供了更為直接的讀取圖形硬件的性能（比如：顯示卡上的塊移動功能）以及基本的聲音和輸入設備功 能（函數），使開發的游戲能實現對二維（2D）圖像進行加速。這時候的DirectX不包括現在所有的3D功能，還處於一個初級階段。
DirectX 2.0
DirectX 2.0在二維圖形方面做了些改進，增加了一些動態效果，采用了Direct 3D的技術。這樣DirectX 2.0與DirectX 1.0有了相當大的不同。在DirectX 2.0中，采用了“平滑模擬和RGB模擬”兩種模擬方式對三維(3D)圖像進行加速計算的。DirectX 2.0同時也采用了更加友好的用戶設置程序並更正了應用程序接口的許多問題。從DirectX 2.0開始，整個DirectX的設計架構雛形就已基本完成。
DirectX 3.0
DirectX 3.0的推出是在1997年最后一個版本的Windows95發布后不久，此時3D游戲開始深入人心，DirectX也逐漸得到軟硬件廠商的認可。97年 時應用程序接口標准共有三個，分別是專業的OpenGL接口，微軟的DirectX D接口和3DFX公司的Glide接口。而那時的3DFX公司是最為強大的顯卡制造商，它的Glide接口自然也受到最廣泛的應用，但隨着3DFX公司的 沒落，Voodoo顯卡的衰敗，Glide接口才逐漸消失了。
DirectX 3.0是DirectX 2.0的簡單升級版，它對DirectX 2.0的改動並不多。包括對DirectSound（針對3D聲音功能）和DirectPlay（針對游戲/網絡）的一些修改和升級。DirectX 3.0集成了較簡單的3D效果，還不是很成熟。
DirectX 5.0
微軟公司並沒有推出DirectX 4.0，而是直接推出了DirectX 5.0。此版本對Direct3D做出了很大的改動，加入了霧化效果、Alpha混合等3D特效，使3D游戲中的空間感和真實感得以增強，還加入了S3的紋理壓縮技術。
同時，DirectX 5.0在其它各組件方面也有加強，在聲卡、游戲控制器方面均做了改進，支持了更多的設備。因此，DirectX發展到DirectX 5.0才真正走向了成熟。此時的DirectX性能完全不遜色於其它3D API，而且大有后來居上之勢。
DirectX 6.0
DirectX 6.0推出時，其最大的競爭對手之一Glide，已逐步走向了沒落，而DirectX則得到了大多數廠商的認可。DirectX 6.0中加入了雙線性過濾、三線性過濾等優化3D圖像質量的技術，游戲中的3D技術逐漸走入成熟階段。
DirectX 7.0
DirectX 7.0最大的特色就是支持T&L，中文名稱是“坐標轉換和光源”。3D游戲中的任何一個物體都有一個坐標，當此物體運動時，它的坐標發生變化，這 指的就是坐標轉換；3D游戲中除了場景＋物體還需要燈光，沒有燈光就沒有3D物體的表現，無論是實時3D游戲還是3D影像渲染，加上燈光的3D渲染是最消 耗資源的。雖然OpenGL中已有相關技術，但此前從未在民用級硬件中出現。
在T&L問世之前，位置轉換和燈光都需要CPU來計算，CPU速度越快，游戲表現越流暢。使用了T&L功能后，這兩種效果的計算用顯示卡 的GPU來計算，這樣就可以把CPU從繁忙的勞動中解脫出來。換句話說，擁有T&L顯示卡，使用DirectX 7.0，即使沒有高速的CPU，同樣能流暢的跑3D游戲。
DirectX 8.0
DirectX 8.0的推出引發了一場顯卡革命，它首次引入了“像素渲染”概念，同時具備像素渲染引擎(Pixel Shader)與頂點渲染引擎(Vertex Shader)，反映在特效上就是動態光影效果。同硬件T&L僅僅實現的固定光影轉換相比，VS和PS單元的靈活性更大，它使GPU真正成為了可 編程的處理器。這意味着程序員可通過它們實現3D場景構建的難度大大降低。通過VS和PS的渲染，可以很容易的寧造出真實的水面動態波紋光影效果。此時 DirectX的權威地位終於建成。
DirectX 9.0
2002年底，微軟發布DirectX9.0。DirectX 9中PS單元的渲染精度已達到浮點精度，傳統的硬件T&L單元也被取消。全新的VertexShader(頂點着色引擎)編程將比以前復雜得多， 新的VertexShader標准增加了流程控制，更多的常量，每個程序的着色指令增加到了1024條。
PS 2.0具備完全可編程的架構，能對紋理效果即時演算、動態紋理貼圖，還不占用顯存，理論上對材質貼圖的分辨率的精度提高無限多；另外PS1.4只能支持 28個硬件指令，同時操作6個材質，而PS2.0卻可以支持160個硬件指令，同時操作16個材質數量，新的高精度浮點數據規格可以使用多重紋理貼圖，可 操作的指令數可以任意長，電影級別的顯示效果輕而易舉的實現。
VS 2.0通過增加Vertex程序的靈活性，顯著的提高了老版本(DirectX8)的VS性能，新的控制指令，可以用通用的程序代替以前專用的單獨着色程 序，效率提高許多倍；增加循環操作指令，減少工作時間，提高處理效率；擴展着色指令個數，從128個提升到256個。
增加對浮點數據的處理功能，以前只能對整數進行處理，這樣提高渲染精度，使最終處理的色彩格式達到電影級別。突破了以前限制PC圖形圖象質量在數學上的精 度障礙，它的每條渲染流水線都升級為128位浮點顏色，讓游戲程序設計師們更容易更輕松的創造出更漂亮的效果，讓程序員編程更容易。
DirectX 9.0c
與過去的DirectX 9.0b和Shader Model 2.0相比較，DirectX 9.0c最大的改進，便是引入了對Shader Model 3.0(包括Pixel Shader 3.0 和Vertex Shader 3.0兩個着色語言規范)的全面支持。舉例來說，DirectX 9.0b的Shader Model 2.0所支持的Vertex Shader最大指令數僅為256個，Pixel Shader最大指令數更是只有96個。而在最新的Shader Model 3.0中，Vertex Shader和Pixel Shader的最大指令數都大幅上升至65535個，全新的動態程序流控制、 位移貼圖、多渲染目標（MRT）、次表面散射 Subsurface scattering、柔和陰影 Soft shadows、環境和地面陰影 Environmental and ground shadows、全局照明 （Global illumination）等新技術特性，使得GeForce 6、GeForce7系
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