OpenGL ES

Subconjunto de la API OpenGL para sistemas integrados

OpenGL para sistemas integrados ( OpenGL ES o GLES ) es un subconjunto ^[2] de la interfaz de programación de aplicaciones (API) de renderizado de gráficos por ordenador OpenGL para renderizar gráficos por ordenador en 2D y 3D como los que se utilizan en los videojuegos , normalmente acelerados por hardware utilizando una unidad de procesamiento gráfico (GPU). Está diseñado para sistemas integrados como teléfonos inteligentes , tabletas , consolas de videojuegos y PDA . OpenGL ES es la " API de gráficos 3D más ampliamente implementada en la historia". ^[3]

La API es multiplataforma y multilenguaje . La biblioteca GLU y la GLUT original no están disponibles para OpenGL ES, pero freeglut sí las admite. OpenGL ES está gestionado por el consorcio tecnológico sin ánimo de lucro Khronos Group . Vulkan , una API de última generación de Khronos, está diseñada para controladores de alto rendimiento más sencillos para dispositivos móviles y de escritorio. ^[4]

Versiones

Actualmente existen varias versiones de la especificación OpenGL ES. OpenGL ES 1.0 se ha elaborado en relación con la especificación OpenGL 1.3, OpenGL ES 1.1 se ha definido en relación con la especificación OpenGL 1.5 y OpenGL ES 2.0 se ha definido en relación con la especificación OpenGL 2.0. Esto significa que, por ejemplo, una aplicación escrita para OpenGL ES 1.0 debería poder trasladarse fácilmente a la versión de escritorio OpenGL 1.3; como OpenGL ES es una versión reducida de la API, lo contrario puede ser cierto o no, dependiendo de las características particulares que se utilicen.

OpenGL ES viene con su propia versión de lenguaje de sombreado (OpenGL ES SL), que es diferente de OpenGL SL . ^[5]

Tanto las versiones 1.0 como 1.1 tienen perfiles comunes (CM) y comunes lite (CL), con la diferencia que el perfil común lite solo admite soporte para tipos de datos de punto fijo en lugar de punto flotante , mientras que el común admite ambos.

OpenGL ES 1.0

OpenGL ES 1.0 se lanzó al público el 28 de julio de 2003. OpenGL ES 1.0 se basa en la API original de OpenGL 1.3, con muchas funciones eliminadas y algunas agregadas. Una diferencia significativa entre OpenGL y OpenGL ES es que OpenGL ES eliminó la necesidad de encerrar las llamadas a la biblioteca OpenGL con glBeginy glEnd. Otras diferencias significativas son que la semántica de llamadas para funciones de renderizado primitivo se cambió a favor de matrices de vértices y se introdujeron tipos de datos de punto fijo para las coordenadas de vértices. También se agregaron atributos para brindar un mejor soporte a las capacidades computacionales de los procesadores integrados, que a menudo carecen de una unidad de punto flotante (FPU). Muchas otras funciones y primitivas de renderizado se eliminaron en la versión 1.0 para producir una interfaz liviana, que incluye:

• primitivas de representación de polígonos y cuadrángulos;
• texgen, línea y punteado poligonal;
• no se admiten el modo de polígono ni la representación de polígonos suavizados, aunque aún es posible la representación mediante muestras múltiples (en lugar de fragmentos de borde alfa);
• ARB_ImageNo se admiten operaciones de clase de píxeles, mapas de bits ni texturas 3D;
• se eliminan varios de los modos de dibujo más técnicos, incluidos el buffer frontal y el buffer de acumulación;
• No se permiten operaciones de mapa de bits para copiar píxeles individualmente, evaluadores ni operaciones de selección de usuario;
• se eliminan las listas de visualización y los comentarios, así como las operaciones push y pop para los atributos de estado;
• y se eliminaron algunos parámetros del material, incluidos los parámetros de la cara posterior y los planos de recorte definidos por el usuario.

La versión actual es 1.0.0.2. ^[6]

OpenGL ES 1.1

OpenGL ES 1.1 agregó características como soporte obligatorio para multitextura, mejor soporte para multitextura (incluyendo combinadores y operaciones de textura de producto de puntos ), generación automática de mipmap , objetos de búfer de vértices , consultas de estado, planos de recorte de usuario y mayor control sobre la representación de puntos. ^[7] La ​​versión actual es 1.1.12. ^[8]

OpenGL ES 2.0

OpenGL ES 2.0 se lanzó al público en marzo de 2007. ^[10] Se basa en líneas generales en OpenGL 2.0, pero elimina la mayor parte del flujo de renderizado de funciones fijas en favor de uno programable en un movimiento similar a la transición de OpenGL 3.0 a 3.1. ^[11] El flujo de control en los sombreadores generalmente se limita a la ramificación hacia adelante y a los bucles donde el número máximo de iteraciones se puede determinar fácilmente en tiempo de compilación. ^[12] Casi todas las características de renderizado de la etapa de transformación e iluminación, como la especificación de materiales y parámetros de luz especificados anteriormente por la API de función fija, se reemplazan por sombreadores escritos por el programador de gráficos. Como resultado, OpenGL ES 2.0 no es compatible con versiones anteriores de OpenGL ES 1.1. Algunas incompatibilidades entre la versión de escritorio de OpenGL y OpenGL ES 2.0 persistieron hasta OpenGL 4.1, que agregó la GL_ARB_ES2_compatibilityextensión. ^[13] La versión actual es 2.0.25. ^[14]

El Grupo Khronos ha escrito un documento que describe las diferencias entre OpenGL ES 2.0 y el OpenGL 2.0 normal. ^[15]

OpenGL ES 3.0

La especificación OpenGL ES 3.0 ^[17] se publicó en agosto de 2012. ^[18] Es compatible con versiones anteriores de OpenGL ES 2.0 y parcialmente compatible con WebGL 2.0, ^[19] ya que WebGL 2.0 fue diseñado para tener un alto grado de interoperabilidad con OpenGL ES 3.0. ^[20] La versión actual del estándar OpenGL ES 3.0 es 3.0.6, publicada en noviembre de 2019. ^[21]

Las nuevas funcionalidades en la especificación OpenGL ES 3.0 incluyen:

• Varias mejoras en el proceso de renderizado para permitir la aceleración de efectos visuales avanzados, incluyendo: consultas de oclusión , retroalimentación de transformación , renderizado instanciado y soporte para cuatro o más objetivos de renderizado ;
• compresión de texturas ETC2/EAC de alta calidad como característica estándar, eliminando la necesidad de un conjunto diferente de texturas para cada plataforma;
• una nueva versión del lenguaje de sombreado GLSL ES ^[22] con soporte completo para operaciones de números enteros y de punto flotante de 32 bits ;
• funcionalidad de texturizado enormemente mejorada que incluye soporte garantizado para texturas de punto flotante , texturas 3D, texturas de profundidad, texturas de vértice, texturas NPOT, texturas R/RG, texturas inmutables, texturas de matriz 2D, swizzles , abrazaderas de nivel LOD y mip , mapas de cubos sin costuras y objetos de muestreo;
• un amplio conjunto de formatos de texturas y búferes de renderizado requeridos y de tamaño explícito , lo que reduce la variabilidad de implementación y hace que sea mucho más fácil escribir aplicaciones portátiles.

OpenGL ES 3.1

La especificación OpenGL ES 3.1 ^[23] se publicó en marzo de 2014. Las nuevas funciones de OpenGL ES 3.1 incluyen: ^[24]

• Calcular sombreadores
• Sombreadores de vértices y fragmentos independientes
• Comandos de sorteo indirecto

OpenGL ES 3.1 es compatible con versiones anteriores de OpenGL ES 2.0 y 3.0, lo que permite que las aplicaciones incorporen nuevas funciones de forma gradual. La versión actual es la 3.1 (noviembre de 2016). ^[25]

OpenGL ES 3.2

La especificación OpenGL ES 3.2 ^[26] se publicó en agosto de 2015. Las nuevas capacidades de OpenGL ES 3.2 incluyen:

• Sombreadores de geometría y teselación para procesar eficientemente escenas complejas en la GPU.
• Objetivos de renderizado de punto flotante para una mayor flexibilidad en operaciones de cálculo de mayor precisión.
• Compresión ASTC para reducir la huella de memoria y el ancho de banda utilizado para procesar texturas.
• Mezcla mejorada para una composición sofisticada y el manejo de múltiples accesorios de color.
• Objetivos de textura avanzados, como buffers de textura, matrices 2D de múltiples muestras y matrices de mapas de cubos.
• Funciones de depuración y robustez para un desarrollo de código más sencillo y una ejecución segura.

El estado actual es el 3.2.6 de julio de 2019. ^{[27] [28]}

Se están desarrollando o desarrollando más extensiones en Mesa para la próxima versión de OpenGL ES (ver Mesamatrix).

La API de próxima generación es Vulkan. ^[29]

Uso de la plataforma

Para ver la lista completa de empresas y sus productos compatibles, consulte aquí

OpenGL ES 1.0

OpenGL ES 1.0 agregó una API de gráficos 3D oficial a los sistemas operativos Android ^[30] y Symbian OS v8.0a ^{[31] [32]} , así como también a QNX ^[33]. También es compatible con PlayStation 3 como una de sus API de gráficos oficiales ^[34] (la otra es la biblioteca de bajo nivel libgcm ) con Cg de Nvidia en lugar de GLSL. ^[35] PlayStation 3 también incluye varias características de la versión 2.0 de OpenGL ES.

• Nokia 6630 ^[36]

OpenGL ES 1.1

La versión 1.1 de OpenGL ES es compatible con:

• Android 1.6
• Apple iOS para iPad , iPhone y iPod Touch
• Serie de sistemas operativos BlackBerry 5.0 de RIM ^[37] (sólo BlackBerry Storm 2 , BlackBerry Curve 8530 y modelos posteriores tienen el hardware necesario ^[38] )
• BlackBerry PlayBook
• BlackBerry BB10
• Varios teléfonos Nokia como Nokia N95, N93, N93i y N82.
• El sistema operativo web de Palm , utilizando el kit de desarrollo de complementos ^[39]
• Nintendo 3DS ^[40]

OpenGL ES 2.0

Con el apoyo de:

• La plataforma Android desde Android 2.0 a través de NDK y Android 2.2 a través de Java ^[41]
• AmigaOS en AmigaOne con Warp3D Nova y tarjeta gráfica Radeon HD compatible .
• Apple iOS 5 o posterior en iPad , iPad Mini , iPhone 3GS o posterior y iPod Touch de tercera generación o posterior
• Dispositivos BlackBerry con BlackBerry OS 7.0 y Blackberry 10 , así como el BlackBerry PlayBook
• Cliente nativo de Google
• Intel HD Graphics 965G / X3000 y superior (Linux) ^[42]
• Nvidia (Android), Curie NV40+: Linux, Windows ^[43]
• Varios teléfonos Nokia (como el Nokia N8 basado en Symbian ^3 , el Nokia N9 basado en MeeGo y el Nokia N900 basado en Maemo ^[44] )
• Palm webOS , utilizando el kit de desarrollo de complementos ^[39]
• La consola Pandora
• La Raspberry Pi
• El Odroid
• Varios teléfonos móviles Samsung (como el Wave )
• Navegadores web ( WebGL )
• La consola GCW Zero
• La consola portátil PlayStation Vita
• La consola PlayStation 4

OpenGL ES 3.0

Con el apoyo de:

• Android desde la versión 4.3, en dispositivos con hardware y controladores adecuados, incluidos:
  • Nexus 7 (2013)
  • Nexus 4
  • Nexus 5
  • Nexus 10
  • HTC Mariposa S
  • HTC uno / uno Max
  • LG G2
  • LG G Pad 8.3
  • Samsung Galaxy J5
  • Samsung Galaxy J5 (2016)
  • Samsung Galaxy S4 (versión Snapdragon)
  • Samsung Galaxy S5
  • Samsung Galaxy Note 3
  • Samsung Galaxy Note 10.1 (edición 2014)
  • Sony Xperia M
  • Sony Xperia Z /ZL
  • Sony Xperia Z1
  • Sony Xperia Z Ultra
  • Tableta Sony Xperia Z
• iOS desde la versión 7, en dispositivos incluidos:
  • iPhone 5S ^[45]
  • iPad aire
  • iPad mini con pantalla Retina
• BlackBerry 10 OS desde la versión 10.2, en dispositivos incluidos:
  • BlackBerry Z3
  • BlackBerry Z30
  • Pasaporte BlackBerry

Compatible con algunas versiones recientes de estas GPU: ^{[46] [47]}

• Serie Adreno 300 y 400 ( Android , BlackBerry 10 , Windows 10, Windows RT )
• Serie Mali T600 en adelante (Android, Linux , Windows 7)
• Serie PowerVR 6 ( iOS , Linux)
• Vivonte (Android, OS X 10.8.3, Windows 7)
• Nvidia (Android), Tesla G80+: Linux, Windows 7+
• Gráficos Intel HD Sandy Bridge y superiores (Linux) ^[42]
• AMD Terascale y arquitectura GCN actual (Windows, Linux)
• LLVMpipe y Softpipe: controladores suaves en Mesa ^[43]
• VIRGL: Controlador virtual para máquinas virtuales en 2018 con Mesa 18.1 (Ver Mesamatrix.net)

OpenGL ES 3.1

Compatible con Windows, Linux, Android (desde la versión 5.0) en dispositivos con hardware y controladores adecuados, ^[48] incluidos:

• Serie Adreno 400 ^{[49] [50]}
• Serie Adreno 500 (Mesa 18.1 para Linux y Android)
• AMD Terascale y arquitectura GCN actual (Windows, Linux (r600, radeonSI))
• Gráficos Intel HD para la serie Intel Atom Z3700 (Android)
• Gráficos Intel HD para Intel Celeron series N y J (Android)
• Gráficos Intel HD para las series Intel Pentium N y J (Android)
• Gráficos Intel HD Haswell y superiores (Linux Mesa: Ivy Bridge anterior casi sin textura de plantilla) ^[42]
• Serie Mali T6xx (midgard) en adelante ^[51] (Android, Linux)
• Serie Nvidia GeForce 400 en adelante (Windows, Linux)
• Nvidia Tegra K1 (Android, Linux)
• Nvidia Tegra X1 (Android)
• Serie PowerVR 6, 6XE, 6XT, 7XE y 7XT (Linux, Android)
• Serie Vivante GC2000 en adelante (opcional con GC800 y GC1000) ^[52]
• panfrost: compatibilidad con panfrost ARM (Linux Mesa 22.0)
• v3d: Controlador para Broadcom VideoCore en Mesa (Linux)
  • La Raspberry Pi 4 y 5
• VIRGL: Controlador virtual para máquinas virtuales en 2018 con Mesa 18.1 (Ver Mesamatrix.net)
• LLVMpipe: controlador de software en Mesa 20.2 (Linux)
• softpipe: controlador de software en Mesa 20.3 (Linux)
• Zink: controlador de emulación en Mesa 21.1 (Linux)
• d3d12: controlador de Linux WSL2 para Microsoft 10+ (Mesa 22.0)
• Gráficos Apple M1 y M2 en Fedora Asahi Remix (Linux)

Paquete de extensión de Android

Android Extension Pack (AEP) es un conjunto de extensiones de OpenGL ES 3.1, todas agrupadas en una única extensión introducida por Google en 2014. Esto permite a las aplicaciones utilizar todas las características del conjunto de extensiones, mientras que solo prueban la presencia de una sola. El AEP se agregó oficialmente a Android Lollipop para proporcionar características adicionales como teselación sobre lo que estaba oficialmente en la revisión GLES 3.1. La actualización de OpenGL ES 3.2 se compone en gran parte de las adiciones de AEP, que ya están presentes en OpenGL de escritorio. ^[53]

OpenGL ES 3.2

OpenGL ES 3.2, que incorpora el Android Extension Pack (AEP), "cuenta con una pequeña cantidad de mejoras con respecto a OpenGL ES 3.1 del año pasado. Ambos hacen uso de características similares del AEP. A partir del AEP, el hardware compatible con OpenGL ES 3.2 admitirá teselación para obtener más detalles de geometría, nuevos sombreadores de geometría, compresión de textura ASTC para un menor consumo de ancho de banda de memoria, objetivos de renderizado de punto flotante para procesos de cálculo de alta precisión y nuevas funciones de depuración para desarrolladores. Estas características de alta gama ya se encuentran en la especificación completa de OpenGL 4 del grupo". ^{[54] [3]}

Compatible con Windows, Linux, Android (desde la versión 6.0 posible, se necesita Vulkan 1.0 7.0+ y OpenGL ES 3.2) en dispositivos con hardware y controladores adecuados, incluidos:

• Adreno 420 y posteriores (Android, Linux (freedreno))
• Arquitectura AMD GCN (Windows, Linux (Mesa 18.2 con radeonSI))
• Gráficos Intel HD Skylake y superiores (Linux) ^[42]
• Mali-T760 y posteriores (Android, Linux)
• Serie Nvidia GeForce 400 (Fermi) y más nuevas (Windows, Linux) ^[55]
• VIRGL: Controlador virtual para máquinas virtuales en 2018 con Mesa 18.1 (Ver Mesamatrix.net)
• LLVMpipe: controlador de software en Mesa 20 (Linux)
• Zink: controlador de emulación Vulkan en Mesa 21.2 (Linux)

Desuso en plataformas de Apple

OpenGL ES (y OpenGL) quedó obsoleto en los sistemas operativos de Apple en favor de su propia API de gráficos Metal , pero todavía funcionaba al menos hasta iOS 12. [ ^56]

El futuro

Actualmente no hay planes para una nueva versión básica de OpenGL ES, ya que se considera que la adopción de Vulkan lo desplazará en aplicaciones integradas y móviles. El desarrollo de extensiones para OpenGL ES continúa en 2017. ^[57]

Compatibilidad con OpenGL

Se han creado algunas bibliotecas para emular llamadas OpenGL utilizando GL ES:

• Nvidia ofrece una biblioteca con licencia BSD de 2 cláusulas llamada Regal, iniciada originalmente por Cass Everitt. Se actualizó por última vez en 2016. ^[58] Regal es utilizada, por ejemplo, por NaCl de Google . ^[59]
• GL4ES , con licencia MIT, emula OpenGL 2.1/1.5 utilizando GL ES 2.0/1.1. Está basado en glshim. ^[60]

Véase también

• Direct3D : API de Windows para gráficos 3D de alto rendimiento, con soporte de hardware de aceleración 3D
• DirectX : API de Windows para gestionar tareas relacionadas con gráficos y vídeo
• Metal : biblioteca de gráficos acelerados en 3D de alto rendimiento y bajo nivel para plataformas Apple
• OpenSL ES : API para audio en sistemas integrados, desarrollada por Khronos Group
• ANGLE (software) : biblioteca desarrollada por Google para convertir las llamadas OpenGL ES en llamadas de DirectX o Vulkan
• API de gráficos 3D para dispositivos móviles : una API de gráficos y una especificación de formato de archivo para desarrollar aplicaciones Java ME

Referencias

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Lectura adicional

• Ginsburg, Dan; Purnomo, Budirijanto; Shreiner, Dave; Munshi, Aaftab (2014). Guía de programación de OpenGL ES 3.0 . Profesional de Addison-Wesley. ISBN 978-0-321-93388-1.
• Pulli, Kari; Aarnio, Tomi; Miettinen, Ville; Roimela, Kimmo y Vaarala, Jani (2007). Gráficos 3D móviles con OpenGL ES y M3G . Morgan Kaufman. ISBN 978-0-12-373727-4.
• Astle, Dave y Durnil, David (2004). Desarrollo de juegos con OpenGL ES . Curso Tecnología PTR. ISBN 1-59200-370-2.
• Pulli, Kari; Aarnio, Tomi; Roimela, Kimmo y Vaarala, Jani (2005). "Diseño de interfaces de programación gráfica para dispositivos móviles". IEEE Computer Graphics and Applications . 25 (6). IEEE CG&A 2005: 66–75. doi :10.1109/MCG.2005.129. PMID  16315479. S2CID  8177273.

Enlaces externos

• Sitio web oficial
• Seguimiento de errores públicos
• Empresas compatibles con OpenGL ES
• Foros públicos
• Lista de dispositivos compatibles con OpenGL ES
• Página de inicio de OpenGL
• El emulador OpenGL ES 1.1 y 2.0 de ARM no se puede utilizar. No haga clic.
• El emulador OpenGL ES 3.0 de ARM no se puede utilizar. No haga clic.