入门-02.创建窗口

2016-04-22 本文已影响397人 IceMJ

创建窗口

在我们画出出色的效果之前，首先要做的就是创建一个OpenGL上下文(Context)和一个用于显示的窗口。然而，这些操作在每个系统上都是不一样的，OpenGL有目的的抽象(Abstract)这些操作。这意味着我们不得不自己处理创建窗口，定义OpenGL上下文以及处理用户输入。
幸运的是，有一些库已经提供了我们所需的功能，其中一部分是特别针对OpenGL的。这些库节省了我们书写平台相关代码的时间，提供给我们一个窗口和上下文用来渲染。最流行的几个库有GLUT，SDL，SFML和GLFW。在教程里我们将使用GLFW。

GLFW

GLFW是一个专门针对OpenGL的C语言库，它提供了一些渲染物件所需的最低限度的接口。它允许用户创建OpenGL上下文，定义窗口参数以及处理用户输入。
这一节和下一节的内容是建立GLFW环境，并保证它恰当地创建窗口和OpenGL上下文。

构建GLFW

GLFW已经有针对Visual Studio 2012/2013的预编译的二进制版本（优先选择32为版本）和相应的头文件，但是为了完整性我们将从编译源代码开始，

下载源代码包。
一旦下载完了源码包，解压到某处。我们只关心里面的这些内容：
编译生成的库
include文件夹

从源代码编译库可以保证生成的目标代码是针对你的操作系统和CPU的，而一个预编译的二进制代码并不保证总是适合。提供源代码的一个问题是不是每个人都用相同的IDE来编译，因而提供的工程文件可能和一些人的IDE不兼容。所以人们只能从.cpp和.h文件来自己建立工程，这是一项笨重的工作。因此诞生了一个叫做CMake的工具。

CMAKE
CMake是一个工程文件生成工具，可以使用预定义好的CMake脚本，根据用户的选择生成不同IDE的工程文件。这允许我们从GLFW源码里创建一个Visual Studio 2012（或其他版本）工程文件。

CMake需要一个源代码目录和一个存放编译结果的目标文件目录。源代码目录我们选择GLFW的源代码的根目录，然后我们新建一个build文件夹来作为目标目录。

之后，点击Configure(设置)按钮，我们选择生成的目标平台为Visual Studio 11(因为Visual Studio 2012的内部版本号是11.0)。CMake会显示可选的编译选项，这里我们使用默认设置，再次点击Configure(设置)按钮，保存这些设置。保存之后，我们可以点击Generate(生成)按钮，生成的工程文件就会出现在你的build文件夹中。

编译
在build文件夹里可以找到GLFW.sln文件，用Visual Studio 2012打开。因为CMake已经配置好了项目所以我们直接点击Build Solution(构建解决方案)然后编译的结果glfw3.lib就会出现在src/Debug文件夹内。(注意我们现在使用的glfw的版本号为3.1)
生成库之后，我们需要让IDE知道库和头文件的位置。有两种方法：

找到IDE或者编译器的/lib和/include文件夹，之后添加GLFW的include目录到/include里去，相似的将glfw3.lib添加到/lib里去。这不是推荐的方式，因为很难去追踪library/include文件夹，而且重新安装IDE/Compiler可能会导致这些文件丢失。
推荐的方式是建立一个新的目录包含所有的第三方库文件和头文件，并且在你的IDE/Compiler中指定这些文件夹。我个人使用一个单独的文件夹包含Libs和Include文件夹，在这里存放OpenGL工程用到的所有第三方库和头文件。这样我的所有第三方库都在同一个路径(并且应该在你的多台电脑间共享)，然而要求是每次新建一个工程我们都需要告诉IDE/编译器在哪能找到这些文件
完成上面步骤后，我们就可以使用GLFW创建我们的第一个OpenGL工程了！

我们的第一个工程

让我们打开Visual Studio，创建一个新Viesual C++的工程。

链接(Linking)

为了使我们的程序使用GLFW，我们需要把GLFW库链接(Link)进工程。于是我们需要在链接器的设置里写上glfw3.lib。但是我们的工程还不知道在哪寻找这个文件，于是我们首先需要将我们放第三方库的目录添加进设置。
为了添加这些目录，我们首先进入Project Properties(工程属性)(在解决方案窗口里右键项目)，然后选择VC++ Directories选项卡(如下图)。在下面的两栏添加目录：

现在VS可以找到我们链接GLFW需要的所有文件了。最后需要在Linker(链接器)选项卡里的Input选项卡里添加glfw3.lib这个文件：

要链接一个库我们必须告诉链接器它的文件名。因为我们的库名字是glfw3.lib，我们把它加到Additional Dependencies域里面(手动或者使用选项)。这样GLFW就会被链接进我们的工程。除了GLFW，你也需要链接OpenGL的库，但是这个库可能因为系统的不同而有一些差别。

Windows上的OpenGL库
如果你是Windows平台，opengl32.lib已经随着Microsoft SDK装进了Visual Studio的默认目录，所以Windows上我们只需将opengl32.lib添加进Additional Dependencies。
Linux上的OpenGL库
在Linux下你需要链接libGl.so，所以要添加-lGL到你的链接器设置里。如果找不到这个库你可能需要安装Mesa，NVidia或AMD的开发包，这部分因平台而异就不仔细讲解了。

现在，如果你添加好了GLFW和OpenGL库，你可以用如下方式添加GLFW头文件：

#include <GLFW\glfw3.h>

这个头文件包含了GLFW的设置。

GLEW

因为OpenGL只是一个规范，具体的实现是由驱动开发商针对特定显卡实现的。由于显卡驱动版本众多，大多数函数都无法在编译时确定下来，需要在运行时获取。开发者需要运行时获取函数地址并保存下来供以后使用。Windows下看起来类似这样：

// 定义函数类型
typedef void (*GL_GENBUFFERS) (GLsizei, GLuint*);
// 找到正确的函数并赋值给函数指针
GL_GENBUFFERS glGenBuffers  = (GL_GENBUFFERS)wglGetProcAddress("glGenBuffers");
// 现在函数可以被正常调用了
GLuint buffer;
glGenBuffers(1, &buffer);

幸运的是，有一个针对此目的的库，GLEW，是目前最流行的做这件事的方式。

编译和链接GLEW
GLEW是OpenGL Extension Wrangler Library的缩写，它管理我们上面提到的一系列繁琐的任务。因为GLEW也是一个库，我们同样需要链接进工程。
我们使用GLEW的静态版本glew32s.lib(注意这里的’s’)，用如上的方式添加其库文件和头文件，最后在链接器的选项里加上glew32s.lib。注意GLFW3也是编译成了一个静态库。
如果你希望静态链接GLEW，必须在包含GLEW头文件之前定义预编译宏GLEW_STATIC：

#define GLEW_STATIC
#include <GL/glew.h>

如果你希望动态链接，那么就不要定义这个宏。但是使用动态链接的话你需要拷贝一份dll文件到你的应用程序目录。

对于Linux用户建议使用这个命令行-lGLEW -lglfw3 -lGL -lX11 -lpthread -lXrandr -lXi。没有正确链接相应的库会产生undefined reference(未定义的引用)这个错误。

记住确保你的头文件和库文件的目录设置正确，以及链接器里引用的库文件名正确。

额外的资源

Polytonic/Glitter: 一个简单的样板项目，它已经提前配置了所有相关的库；如果你想要很方便地搞到一个LearnOpenGL教程的范例工程，这是一个很好的东西。