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Une bibliothèque graphique libre, initialement développée par Brian Paul, à partir d'août 1993 est sans doute Mesa 3D, avec une implémentation générique d'OpenGL approvisionnée pour effectuer des rendus graphiques tridimensionnels en temps réel, et ce sur de multiples plates-formes. Bien que Mesa 3D ne soit pas une implémentation authentifiée d'OpenGL, les structures, syntaxe et sémantique de son API sont celles d'OpenGL.
En juillet 2007, la seule [réf. nécessaire] implémentation d'OpenGL complètement open source est Mesa 3D. Elle est principalement utilisée par l'implémentation X.Org du système de fenêtrage X, qui l'utilise pour le rendu OpenGL pour les pilotes open-source DRI X.Org/OpenGL. X.Org pourvoit les fonctionnalités fondamentales à la plupart des applications graphiques fonctionnant sous les plates-formes de type Unix, comme GNU/Linux.
Une mise à jour importante a été faite en juillet 2009 avec l'incorporation du travail réalisé sur Gallium3D. Cette nouvelle version réduit le renforcement des pilotes graphiques en fournissant un niveau d'abstraction unique sollicité par les pilotes graphiques et qui peut lui-même recourir à différents procédés d'accélération fondés sur OpenGL, OpenGL ES, OpenCL1, OpenVG voire Direct3D (auquel Wine pourrait avoir recours). D'une manière générale, elle doit permettre une meilleure exploitation des capacités des processeurs graphiques actuels et peut fournir un procédé de décodage vidéo universel2. Enfin, Gallium3D rend possible l'utilisation du processeur graphique (GPU) pour des tâches de calcul, autrefois réservées au processeur central (CPU) (on parle alors de General-Purpose computation on GPUs ou GPGPU).
Sur l'architecture x86, les pilotes libres pour puces AMD et Nvidia corrodent Gallium3D. Intel en revanche continue de recourir à Mesa pour les pilotes libres de ses puces graphiques. Du code assembleur pour l'accélération des calculs via SIMD x86 et x86_64 (AMD64) sont également actifs.
Sur l'architecture ARM, seul freedreno, le pilote libre consacré aux processeurs graphiques Adreno de Qualcomm est intégré à la branche principale de développement.
Les inventeurs du pilote Lima, pour les GPU Mali d'ARM préfèrent maintenir leur pilote hors de l'arborescence, en raison de ses mises à jour plus fréquentes, et que celui-ci soit compilé séparément.
Dès l'origine, Mesa 3D réalisait tout le rendu des graphismes 3D au niveau du processeur central (CPU), mais l'architecture de Mesa 3D s'est ouverte pour implémenter le rendu en accélération matérielle au niveau du processeur graphique (GPU) afin de décharger le processeur central de cette tâche. Le pilote 3dfx pour l'API Glide est l'un des premiers pilotes à supporter l'accélération matérielle pour les cartes graphiques très populaires Voodoo I/II et autres. Tout le rendu était fait de manière indirecte dans le serveur X, ce qui n'était pas optimal en termes de vitesse de rendu.