opengl與opencv有什么區(qū)別 - 全文

　　OpenCV的全稱是Open Source Computer Vision Library，是一個(gè)跨平臺的計(jì)算機(jī)視覺庫（主要操作對象是圖像）。OpenCV是由英特爾公司發(fā)起并參與開發(fā)，以BSD許可證授權(quán)發(fā)行，可以在商業(yè)和研究領(lǐng)域中免費(fèi)使用。OpenCV可用于開發(fā)實(shí)時(shí)的圖像處理、計(jì)算機(jī)視覺以及模式識別程序。該程序庫也可以使用英特爾公司的IPP進(jìn)行加速處理。

　　OpenGL（全寫Open Graphics Library）是個(gè)定義了一個(gè)跨編程語言、跨平臺的應(yīng)用程序接口（API）的規(guī)格，它用于生成二維、三維圖像。這個(gè)接口由近三百五十個(gè)不同的函數(shù)調(diào)用組成，用來從簡單的圖形比特繪制復(fù)雜的三維景象。而另一種程序接口系統(tǒng)是僅用于Microsoft Windows上的Direct3D。OpenGL常用于CAD、虛擬實(shí)境、科學(xué)可視化程序和電子游戲開發(fā)

　　兩者的區(qū)別就是Computer Vision和Computer Graphics這兩個(gè)學(xué)科之間的區(qū)別，前者專注于從采集到的視覺圖像中獲取信息，是用機(jī)器來理解圖像；后者是用機(jī)器繪制合適的視覺圖像給人看

　　OpenCV 與 OpenGL 的關(guān)系是什么？

　　如果讀者留意 OpenCV 2.3 之后的版本，那么會發(fā)現(xiàn) cv：：ogl namespace，ogl 自然是 OpenGL了。一個(gè)三維計(jì)算機(jī)圖形庫為何出現(xiàn)在計(jì)算機(jī)視覺中，傳統(tǒng)的 CV 開發(fā)者是否需要學(xué)習(xí)它，這些問題待我一一來回答。

　　問題一：為何引入 OpenGL？

　　在 2.3 之前 OpenCV 的渲染部分都是由 CPU 來實(shí)現(xiàn)的，不論是畫線還是把圖片顯示到屏幕上。這有兩個(gè)問題，速度慢，同時(shí)沒法畫三維物體。引入 OpenGL 是為了借助 顯卡的力量，顯卡比 CPU 更擅長渲染，同時(shí)顯卡和 CPU 可以同時(shí)干活。比方說，CPU 在獲取攝像頭畫面然后檢測人臉時(shí)，顯卡在渲染三維的人臉網(wǎng)格模型和高精度抗鋸齒的二維界面。

　　另外，隨著民用深度傳感器的普及，cv：：VideoCapture 第一時(shí)間增加了對 Kinect、華碩 Xtion、Intel Perceptual Computing SDK 等的支持。傳統(tǒng)的視覺計(jì)算中，深度圖只能當(dāng)做單通道的灰度圖進(jìn)行處理。想實(shí)現(xiàn)隔空的多點(diǎn)觸摸是綽綽有余，但是如果想實(shí)現(xiàn)三維重建（比如 Kinect Fushion）那么我們必須將算法升級到三維空間。相應(yīng)的，三維空間的算法也需要三維的 API 進(jìn)行渲染，也就是 OpenGL。

　　想開啟該功能，需要在配置 CMake 時(shí)選上 WITH_OPENGL=ON，然后重新編譯完整的 OpenCV 庫。我簡要介紹下幾個(gè)組件：

　　ogl：：Buffer 是 OpenGL 中的緩存區(qū)，可以用于保存多邊形的頂點(diǎn)和顏色等。

　　ogl：：Texture2D 是保存在顯卡中的二維貼圖，可以認(rèn)為是得到 GPU 加速的 cv：：Mat。

　　前面這兩個(gè)類都只是保存數(shù)據(jù)，要把數(shù)據(jù)畫出來，還要用到 ogl：：render 函數(shù)。

　　oid ogl：：render（const Texture2D& tex， Rect_《double》 wndRect=Rect_《double》（0.0， 0.0， 1.0， 1.0）， Rect_《double》 texRect=Rect_《double》（0.0， 0.0， 1.0， 1.0））

　　問題二：是否應(yīng)該學(xué)習(xí) OpenGL？

　　It depends.

　　如果你開發(fā)的是命令行程序并不顯示任何圖像，或者顯示的圖片很簡單，那么不需要轉(zhuǎn)換到 cv：：ogl 下。

　　如果你的應(yīng)用耗費(fèi)了大量時(shí)間在圖片的顯示上，或是希望擁有高質(zhì)量的界面系統(tǒng)，那么你可以借助 cv：：ogl：：Texture2D 加速圖像的渲染。

　　如果你開發(fā)的是增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)應(yīng)用，你肯定已經(jīng)擁有了自己的三維渲染模塊，可以考慮與 cv：：ogl：：Buffer 整合。

　　如果你已經(jīng)在使用 CUDA 模塊，對于渲染的時(shí)候數(shù)據(jù)需要回傳到 CPU 表示多此一舉，那么你可以使用 CUDA 與 OpenGL 的協(xié)同功能去除多余的數(shù)據(jù)傳輸。

　　另一方面，如果你不是 OpenCV 的用戶但是你正在開發(fā)虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用，你可以考慮將視覺計(jì)算引入到你的系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)類似 HoloLens 的設(shè)備。

　　未來展望：OpenCV 與顯卡的關(guān)系

　　由于顯卡能力的增強(qiáng)以及硬件公司的支持，OpenCV 逐漸展露出新的形態(tài)，大量的視覺計(jì)算位于顯卡上。

　　運(yùn)算通過 CUDA 模塊或 OpenCL 模塊，這兩個(gè)模塊分別得到 NVIDIA 與 AMD 的大力支持。

　　渲染通過 OpenGL 模塊。

　　這意味著除了文件讀寫（highgui 模塊）外，視覺應(yīng)用可以逐漸脫離 CPU。

　　opencv和opengl哪個(gè)更有前途？

　　OpenGL

　　OpenGL的發(fā)展一直處于一種較為遲緩的態(tài)勢，每次版本的提高新增的技術(shù)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(fā)布了OpenGL的1.0版本，隨后又與微軟公司共同開發(fā)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(yùn)行的大型3D圖形處理軟件也可以在微機(jī)上運(yùn)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，并加入了一些新的功能。其中包括改進(jìn)打印機(jī)支持，在增強(qiáng)元文件中包含OpenGL的調(diào)用，頂點(diǎn)數(shù)組的新特性，提高頂點(diǎn)位置、法線、顏色、色彩指數(shù)、紋理坐標(biāo)、多邊形邊緣標(biāo)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，用于著色對象、頂點(diǎn)著色以及片斷著色技術(shù)的擴(kuò)展功能。

　　OpenGL 2.0標(biāo)準(zhǔn)的主要制訂者并非原來的SGI，而是逐漸在ARB中占據(jù)主動(dòng)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(shí)在頂點(diǎn)與像素及內(nèi)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(xiàn)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(shí)代各家推出的各種糾纏不清的擴(kuò)展指令集做一次徹底的精簡。此外，硬件可編程能力的實(shí)現(xiàn)也提供了一個(gè)更好的方法以整合現(xiàn)有的擴(kuò)展指令。

　　目前，隨著DirectX的不斷發(fā)展和完善，OpenGL的優(yōu)勢逐漸喪失，至今雖然已有3Dlabs提倡開發(fā)的2.0版本面世，在其中加入了很多類似于DirectX中可編程單元的設(shè)計(jì)，但廠商的用戶的認(rèn)知程度并不高，未來的OpenGL發(fā)展前景迷茫。

　　為什么存在OpenCV

　　計(jì)算機(jī)視覺市場巨大而且持續(xù)增長，且這方面沒有標(biāo)準(zhǔn)API，目前的計(jì)算機(jī)視覺軟件大概有以下三種：

　　1） 研究代碼（慢，不穩(wěn)定，獨(dú)立并與其他庫不兼容）

　　2） 耗費(fèi)很高的商業(yè)化工具（比如Halcon， MATLAB+Simulink）

　　3） 依賴硬件的一些特別的解決方案（比如視頻監(jiān)控，制造控制系統(tǒng)，醫(yī)療設(shè)備）

　　這是目前的現(xiàn)狀。而標(biāo)準(zhǔn)的API將簡化計(jì)算機(jī)視覺程序和解決方案的開發(fā)。OpenCV致力于成為這樣的標(biāo)準(zhǔn)API。

　　2、 項(xiàng)目歷史

　　1999年1月，CVL項(xiàng)目啟動(dòng)。主要目標(biāo)是人機(jī)界面，能被UI調(diào)用的實(shí)時(shí)計(jì)算機(jī)視覺庫，為Intel處理器做了特定優(yōu)化。

　　2000年6月，第一個(gè)開源版本OpenCV alpha 3發(fā)布。

　　2000年12月，針對linux平臺的OpenCV beta 1發(fā)布。

　　期間，繼續(xù)各種研究。。。

　　2006年，支持Mac OS的OpenCV 1.0發(fā)布。

　　2009年9月，OpenCV1.2（beta2.0）發(fā)布。

　　2009年10月1日，Version 2.0發(fā)布。

　　OpenCV 擁有包括 500 多個(gè)C函數(shù)的跨平臺的中、高層 API。它不依賴于其它的外部庫——盡管也可以使用某些外部庫。

　　OpenCV 使用類BSDlisence，所以對非商業(yè)應(yīng)用和商業(yè)應(yīng)用都是免費(fèi)（FREE）的。（細(xì)節(jié)參考 license）。

　　OpenCV 為Intel Integrated Performance Primitives （IPP） 提供了透明接口。 這意味著如果有為特定處理器優(yōu)化的的IPP 庫， OpenCV 將在運(yùn)行時(shí)自動(dòng)加載這些庫。

　　OpenCV提供的視覺處理算法非常豐富，并且他不分以C語言編寫，加上其開源的特性，處理得當(dāng)，不需要添加新的外部支持也可以完整的編譯鏈接生成執(zhí)行程序，所以很多人用它來做算法的移植，OpenCV的代碼經(jīng)過適當(dāng)改寫可以正常的運(yùn)行在DSP系統(tǒng)和單片機(jī)系統(tǒng)中，目前這種移植在大學(xué)中經(jīng)常作為相關(guān)專業(yè)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)或者研究生課題的選題。

　　OpenCV學(xué)術(shù)氣息太強(qiáng)，功能雖多，但針對特定功能的優(yōu)化不足，適合創(chuàng)建原型，不適合開發(fā)產(chǎn)品，所以也沒什么前途——當(dāng)然總比死掉的OpenGL有前途。