Learn OpenGL(一)--简介与创建窗口

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opengl_logo.jpg

OpenGL 简介

OpenGL是一个由Khronos Group维护的图形绘制的规范
OpenGL规范规定了函数的执行、输出，但是具体的实现则是由库的开发者(通常指显卡生产商)来实现的，不同的库实现可能不一样
OpenGL本质上是一个大状态机，通过改变上下文(context)的变量告诉OpenGL怎么绘图

创建窗口(GLFW)

创建窗口可以使用GLUT，SDL，QT，GLFW等，这里我用的是GLFW

GLFW

GLFW是个开源的支持多个平台的库，支持OpenGL、Vulkan。提供创建窗口、事件接收等。

GLFW安装

头文件添加

#include <GLFW\glfw3.h>

gcc 在编译时需要加入-lGLEW -lglfw3 -lGL -lX11 -lpthread -lXrandr -lXi，否则可能出现未定义的引用错误

待完成

GLAD

因为OpenGL只是个规范，具体是由显卡驱动开发商决定，很多函数位置不能在编译时决定，自己来取得地址的话会导致代码很复杂，所以需要使用GLAD来帮我们实现

GLAD配置

GLAD有一个在线服务可以根据语言、版本、模式来获取我们想要的库。打开后，语言选择C/C++，模式选择core，版本选择3.3(因为我用的是3.3版本)
把生成的压缩文件解压，里面的glad和KHR目录放在你的项目头文件目录，glad.c也添加到工程中，并在项目引入头文件

#include <glad/glad.h>

CMakeLists.txt

由于我使用的CLion创建的项目，所以也就使用CMake了，CMakeLists.txt部分内容如下
添加glad库

add_library(glad SHARED ./src/glad/glad.c)

添加stb_image(加载图片用)

add_library(stb_image SHARED ./src/stb_image/stb_image.cpp)

链接库(opengl_glfw03是项目可执行文件)

target_link_libraries(opengl_glfw03 glad)
target_link_libraries(opengl_glfw03 stb_image)
target_link_libraries(opengl_glfw03 GLEW)
target_link_libraries(opengl_glfw03 glfw3)
target_link_libraries(opengl_glfw03 GL)
target_link_libraries(opengl_glfw03 X11)
target_link_libraries(opengl_glfw03 pthread)
target_link_libraries(opengl_glfw03 Xrandr)
target_link_libraries(opengl_glfw03 Xi)
target_link_libraries(opengl_glfw03 Xxf86vm)
target_link_libraries(opengl_glfw03 Xinerama)
target_link_libraries(opengl_glfw03 Xcursor)
target_link_libraries(opengl_glfw03 rt)
target_link_libraries(opengl_glfw03 m)
target_link_libraries(opengl_glfw03 dl)

main.cpp

编译没问题的话就可以创建窗口了

#include <iostream>
#include <glad/glad.h>
#include <GLFW/glfw3.h>

int main() {
    std::cout << "Hello, World!" << std::endl;
    return 0;
}

开始创建窗口

初始化GLFW

glfwInit();

GLFW选项设置函数
hint：需要设置的选项
value：需要设置的值

glfwWindowHint(int hint,int value);

配置上下文版本为3.3

glfwWindowHint(GLFW_CONTEXT_VERSION_MAJOR,3);
glfwWindowHint(GLFW_CONTEXT_VERSION_MINOR,3);

配置OpenGL模式为核心(core)模式

glfwWindowHint(GLFW_OPENGL_PROFILE,GLFW_OPENGL_CORE_PROFILE);

配置多重采样实现抗锯齿

glfwWindowHint(GLFW_SAMPLES,4);

别忘了启用OpenGL的多重采样，虽然默认是启用的

glEnable(GL_MULTISAMPLE);

创建窗口对象
width：窗口宽度
height：窗口高度
title：窗口标题
monitor：
share：

glfwCreateWindow(int width,int height,const char *title,GLFWmonitor *monitor,GLFWwindow *share);

GLFWwindow *window=glfwCreateWindow(1200,720,"OpenGL",nullptr,nullptr);
if(window==nullptr){
    // 当窗口创建失败时中断并退出
    ...
    glfwTerminate();
    return -1;
}

将当前窗口设置为主线程上下文

glfwMakeContextCurrent(window);

初始化GLAD

if(!gladLoadGLLoader((GLADloadproc)glfwGetProcAddress)){
    // 当GLAD初始化失败时退出
    ...
    glfwTerminate();
    return -1;
}

添加窗口大小改变回调

// 声明回调函数
void onFramebufferSizeCallback(GLFWwindow*,int,int);
// 添加回调
glfwSetFramebufferSizeCallback(window,onFramebufferSizeCallback);

在回调中处理视口变换
x：左下角x坐标
y：左下角y坐标
width：渲染宽度
height：渲染高度

glViewport(GLint x,GLint y,GLsizei width,GLsizei height);

void onFramebufferSizeCallback(GLFWwindow *window,int width,int height){
    glViewport(0,0,width,height);
}

渲染循环
为了避免一运行就退出

while(!glfwWindowShouldClose(window)){
    // 交换颜色缓冲
    glfwSwapBuffers(window);
    // 检查触发事件
    glfwPollEvents();
}

清除窗口颜色缓冲
red：红
green：绿
blue：蓝
alpha：透明通道

glClearColor(GLfloat red,GLfloat green,GLfloat blue,GLfloat alpha);

写在处理键盘事件代码之后

// 用glClearColor设置的颜色填充
glClearColor(0.5f,0.5f,0.6f,1.0f);
// 清除颜色缓冲
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);

处理键盘事件
声明函数

void onKeyInput(GLFWwindow *);

处理键盘事件写在循环体内部第一行

onKeyInput(window);

void onKeyInput(GLFWwindow *window){
    // 判断ESC按钮就是否触发
    if(glfwGetKey(window,GLFW_KEY_ESCAPE)==GLFW_PRESS){
        // 触发就设置close为真
        glfwSetWindowShouldClose(window,GLFW_TRUE);
    }
}

清理资源并退出

glfwTerminate();
return 0;

最后

此时运行代码应该会出现一个窗口像下面这个，按ESC即可退出，后面会在此基础上添加很多东西
代码Github地址

opengl_window.png