Context

这一章是原版教程没有的部分，纯属作者个人瞎YY，毫无权威性可言。

前几章节已经多次提到Context了，所以Context到底是什么？从来没有在代码里面看到过啊？在原版的教程中，一开始就简单介绍了Context但是作者认为过早的介绍意义不是很大，因为作者认为读者可能连一个Hello World都还没有看到就先开始给读者介绍面向对象并不是很合适。

作者认为大部分的人应该更愿意看到效果后再去了解其中的原理，而不是先了解原理后再去想象效果。其实到这里介绍Context作者也认为有点过早，因为目前为止我们只用到了3个OpenGL的函数，仅仅通过3个函数去理解OpenGL的工作机制是还不够的。但是又不得不提前去理解它，从下一章开始就会正式进入到OpenGL的世界了，大脑会显得一团糟。

代码之间的交互

如果有两个人要共同写一个程序的话，在.Net之间他们是很容易的，编写一个DLL给另一个人用，然后另一个人添加引用然后在using就可以使用里面的class进行功能的调用。这是面向对象的思维方式。

但事实上这仅仅是在.Net之间而已，很明显一个java开发者也想使用同样的功能，这个DLL瞬间就不灵了。不同语言之间的代码几乎不兼容，那么那个DLL是不是要使用不同的语言开发一遍才能被不同的语言调用？也不是不可以。

但是。。。几乎所有的高级编程语言都具备调用C/C++函数的能力。比如在.Net中要调用一个C/C++的函数是很容易的。

[DllImport("user32.dll",EntryPoint="GetWindowText")]
public static extern int GetWindowText(IntPtr hWnd, byte[] byBuffer, int nMaxCount);
// 将GetWindowText声明为外部函数 并且这个函数指向在user32.dll中GetWindowText函数
// 这样我们仅仅申明和DLL中的函数一样的签名就可以了，而不需要实体。

那我用.Net写一个DLL给别人，他是不是也可以通过这种方式调用？如果你可以把一个函数写在class之外且编译通过的话，作者认为你倒是可以试一下。

所以为了通用，OpenGL采用的C编写的，而且他只能给我们提供函数而不是class，先不说class在不同语言之间兼容与否，C本身就是一个面向过程的编程语言，也是最接近汇编的编程语言。

那么现在用你智商高达250的大脑疯狂的思考一下，在只能给别人提供函数调用的情况下，要如何维护一个庞大的系统？

状态机

什么是状态机？简单来说就一个记录状态的东西，比如作者现在的姿势是躺着的，躺着就是一个状态，并且是对姿势的一个状态。

而OpenGL内部就维护着一个超大的状态机，而Context就是其中一部分，里面记录着各种渲染需要的状态（参数）。而我们调用的大部分glXXX都是去设置Context里面的各种状态，状态被设置后是一直生效的，直到再次被设置才会改变。渲染的时候OpenGL会取出所有的状态进行渲染。

OpenGL自身是一个巨大的状态机(State Machine)：一系列的变量描述OpenGL此刻应当如何运行。OpenGL的状态通常被称为OpenGL上下文(Context)。我们通常使用如下途径去更改OpenGL状态：设置选项，操作缓冲。最后，我们使用当前OpenGL上下文来渲染。

假设当我们想告诉OpenGL去画线段而不是三角形的时候，我们通过改变一些上下文变量来改变OpenGL状态，从而告诉OpenGL如何去绘图。一旦我们改变了OpenGL的状态为绘制线段，下一个绘制命令就会画出线段而不是三角形。

当使用OpenGL的时候，我们会遇到一些状态设置函数(State-changing Function)，这类函数将会改变上下文。以及状态使用函数(State-using Function)，这类函数会根据当前OpenGL的状态执行一些操作。只要你记住OpenGL本质上是个大状态机，就能更容易理解它的大部分特性。

Context

OpenGL是一个公共资源大家都可以调用的，通过Context来区分不同的渲染，所以OpenGL内部有很多Context，每个Context都是相互独立的，而Context又是和线程绑定的，一个线程只能拥有一个Context。

当我们调用GLFW.MakeContextCurrent(window);的时候Context就已经和当前线程绑定好。所以当前线程中所有的glXXX函数都是对这个Context做的操作。

这就是为什么在教程中多次提到Context却又从来没有在代码中看到过Context的出现。比如glXXX(context,...)。因为glXXX会直接去找对应的Context，这样就不用把Context暴露出来当做参数调用了。

这也是之前提到的为什么glXXX一定要在创建Context之后才能调用。不然glXXX内部无法定位一个正确的Context对象。

我们用一段非常不靠谱的代码来模拟一下OpenGL的内部，可能大概是这样子的。

public sealed class OpenGL{ // 假设这是OpenGL的接口 大家都可以调用且只有函数提供
    private static Dictionary<int,GLContext> m_dic; // 保存Context

    public static void wglMakeContext(...){
        // ...
        GLContext context = new GLContext();
        m_dic.Add(getCurrentThreadID(),context);
    }

    public static void glViewport(int x,int y,int width,int height){
        var context = _GetContext();
        context.DisplayBuffer = _CreateDisplayBuffer(x,y,widht,height);
    }

    public static void glClearColor(float r,float g,float b,float a){
        var context = _GetContext();
        context.ClearColor = Color.FromArgb((int)(255 * a),...);
    }

    public static void Clear(uint nFlag){
        var context = _GetContext();
        if((nFlag & GL_COLOR_BUFFER_BIT) == GL_COLOR_BUFFER_BIT){
            // 清空背景并填充成指定颜色
            _SetBackgroundColor(context.DisplayBuffer,context.ClearColor);
        }else if(nFlag & GL_DEPTH_BUFFER_BIT) == GL_DEPTH_BUFFER_BIT){
            // ...
        }else if(...){...}
    }

    private static GLContext _GetContext(){
        int tid = getCurrentThreadID();
        if(m_dic.ContainKey(tid)){
            return m_dic[tid];
        }
        throw new Exception();
    }

    private static void _SetBackgroundColor(DisplayBufferAddress buffer,Color clr){...}
    private static void* _CreateDisplayBuffer(int x,int y,int width,int height);
}
// Context可以想象成是保存渲染数据的全局变量集合 保存着各种状态
private struct GLContext{
    public Color ClearColor;
    // ...
    public void* DisplayBuffer;
}

所以glClearColor并没有做真正的清除，仅仅是在设置一个状态，等真正需要去清除的时候就会取出这个状态的值去填充背景。

一个不靠谱的比喻

OpenGL其实可以看做一个是绘图工作室，而我们的程序就是客户。当我们需要进行一些绘图需求的时候就会给工作室下一个订单，工作室接到我们的订单后就会创建一个画架也就是Context。

图片是网上偷来的，我也不知道有没有版权问题。

Viewport就是上面的画板，而下面的各种工具，颜色，就是Context中的各种状态。但是由于下面的那个小桌板空间有限，并不一定能把我们所有需要用到的东西都放在上面，所以有时候我们还会bind一些东西上去操作。

所以以后这样的代码可能会经常见：

uint obj_id_1 = GL.GenXXX;            // 创建一个对象
GL.BindXXX(object_type, obj_id_1);    // 将对象绑定到Context中
GL.XXX(object_type, ...);             // 操作对象
//GL.BindXXXX(object_type, 0);        // 操作完毕解绑 以免被 GL.XXX() 误操作


uint obj_id_2 = GL.GenXXX;            // 创建一个对象
GL.BindXXX(object_type, obj_id_2);    // 将对象绑定到Context中
GL.XXX(object_type, ...);             // 操作对象

GL.BindXXX(object_type, obj_id_1);    // 以上操作并没有产生渲染 如果最终渲染的时候想要使用obj_id_1

解绑操作并不是必须的，上面有提到过，一旦Context中的某些东西被设定会一直生效，直到再次被设定。

Context 代码之间的交互状态机 Context 一个不靠谱的比喻