ubuntu配置opengl环境glfw+glad+glm+stb_image.h+Assimp

Linux和X11的依赖关系

编译GLFW for X11，您需要安装X11软件包，以及GCC和make等基本开发工具。例如，在Ubuntu和其他基于Debian GNU / Linux的发行版上，您需要安装xorg-dev包，它包含所有X.org标头包。

sudo apt-get install build-essential
sudo apt-get install libglfw3-dev
sudo apt-get install cmake xorg-dev 
sudo apt-get install libgl1-mesa-dev

GLUT

OpenGL Utilities 是一组建构于 OpenGL Library 之上的工具组，提供许多很方便的函式，使 OpenGL 更强大且更容易使用。安装OpenGL Utility Toolkit(glut跟glfw作用类似，理论上可以不用安装):

sudo apt-get install libglut-dev

OpenGL Utility Toolkit 是建立在 OpenGL Utilities 上面的工具箱，除了强化了 OpenGL Utilities 的不足之外，也增加了 OpenGL 对于视窗介面支援。
注意：在这一步的时候，可能会出现以下情况，shell提示：

    Reading package lists... Done
    Building dependency tree
    Reading state information... Done
    E: Unable to locate package libglut-dev

将上述$ sudo apt-get install libglut-dev命令改成$ sudo apt-get install freeglut3-dev即可：

sudo apt-get install freeglut3-dev

GLFW

到GLFW官网下载3.3版本

unzip glfw-3.3.zip
cd glfw-3.3
mkdir build
cd build
#这里默认cmake是编译静态库的，故添加-DBUILD_SHARED_LIBS=ON使其编译动态库
cmake ../ -DBUILD_SHARED_LIBS=ON
make
sudo make install

GLAD

打开GLAD的在线服务

将语言(Language)设置为C/C++，在API选项中，选择3.3以上的OpenGL(gl)版本（我们的教程中将使用3.3版本，但更新的版本也能正常工作）。之后将模式(Profile)设置为Core，并且保证生成加载器(Generate a loader)的选项是选中的。现在可以先（暂时）忽略拓展(Extensions)中的内容。都选择完之后，点击生成(Generate)按钮来生成库文件。

GLAD现在应该提供给你了一个zip压缩文件，包含两个头文件目录，和一个glad.c文件。将两个头文件目录（glad和KHR）复制到你的Include文件夹中（或者增加一个额外的项目指向这些目录），并添加glad.c文件到你的工程中。
或者将两个头文件目录（glad和KHR）复制到你的Include文件夹中（即/usr/local/include），并添加glad.c文件到稍后的工程中。

unzip glad.zip
cd glad/include
sudo cp -r glad KHR /usr/local/include/

GLM

GLM库从0.9.9版本起，默认会将矩阵类型初始化为一个零矩阵（所有元素均为0），而不是单位矩阵（对角元素为1，其它元素为0）。如果你使用的是0.9.9或0.9.9以上的版本，你需要将所有的矩阵初始化改为 glm::mat4 mat = glm::mat4(1.0f)。

windows

配置GLM：https://blog.csdn.net/Wonz5130/article/details/83116009

linux

中配置GLM:
到gitlab链接下载glm 0.9.8.0 版本
解压，进入glm 0.9.8.0 ：
解压之后，直接用glm文件
要用到GLM直接#include头文件，如：

// GLEW
#include 

// GLFW
#include 

// GLM
#include 
#include 
#include 

// FreeType
#include 
#include FT_FREETYPE_H

// GL includes
#include "stb_image.h"
#include 
#include 

freetype2

到下载地址，下载需要的版本。
或者命令行下载：

wget http://download.savannah.gnu.org/releases/freetype/freetype-2.4.10.tar.gz

tar zxvf freetype-2.4.10.tar.gz 
cd  freetype-2.4.10
./configure --prefix=/usr/local/freetype 
make -j4
sudo make install

工程引用是添加头文件路径和库路径

INCLUDEPATH +=  /usr/local/include/freetype2
LIBS += -L/usr/lib/x86_64-linux-gnu
LIBS+= -lfreetype

测试

// System Headers
#include 
#include 

// Standard Headers
#include 
#include 
#include 

void framebuffer_size_callback(GLFWwindow* window, int width, int height);//回调函数原型声明
void processInput(GLFWwindow *window);

// settings
const unsigned int SCR_WIDTH = 800;
const unsigned int SCR_HEIGHT = 600;

int main(int argc, char * argv[]) {

    //初始化GLFW
    glfwInit();
    glfwWindowHint(GLFW_CONTEXT_VERSION_MAJOR, 3);
    glfwWindowHint(GLFW_CONTEXT_VERSION_MINOR, 3);
    glfwWindowHint(GLFW_OPENGL_PROFILE, GLFW_OPENGL_CORE_PROFILE);
#ifdef __APPLE__
    glfwWindowHint(GLFW_OPENGL_FORWARD_COMPAT, GL_TRUE); // uncomment this statement to fix compilation on OS X
#endif
    //创建一个窗口对象
    GLFWwindow* window = glfwCreateWindow(SCR_WIDTH, SCR_HEIGHT, "FirstGL", NULL, NULL);
    if (window == NULL)
    {
        std::cout << "Failed to create GLFW window" << std::endl;
        glfwTerminate();
        return -1;
    }
    //通知GLFW将我们窗口的上下文设置为当前线程的主上下文
    glfwMakeContextCurrent(window);
    //对窗口注册一个回调函数,每当窗口改变大小，GLFW会调用这个函数并填充相应的参数供你处理
    glfwSetFramebufferSizeCallback(window, framebuffer_size_callback);
    //初始化GLAD用来管理OpenGL的函数指针
    if (!gladLoadGLLoader((GLADloadproc)glfwGetProcAddress))
    {
        std::cout << "Failed to initialize GLAD" << std::endl;
        return -1;
    }

    //渲染循环
    while(!glfwWindowShouldClose(window))
    {
        // 输入
        processInput(window);

        // 渲染指令
        glClearColor(0.2f, 0.3f, 0.3f, 1.0f);
        glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);

        // 检查并调用事件，交换缓冲
        glfwSwapBuffers(window);//检查触发事件
        glfwPollEvents();    //交换颜色缓冲
    }

    //释放/删除之前的分配的所有资源
    glfwTerminate();
    return EXIT_SUCCESS;
}

//输入控制，检查用户是否按下了返回键(Esc)
void processInput(GLFWwindow *window)
{
    if(glfwGetKey(window, GLFW_KEY_ESCAPE) == GLFW_PRESS)
        glfwSetWindowShouldClose(window, true);
}

// 当用户改变窗口的大小的时候，视口也应该被调整 
void framebuffer_size_callback(GLFWwindow* window, int width, int height)
{
    // 注意：对于视网膜(Retina)显示屏，width和height都会明显比原输入值更高一点。
    glViewport(0, 0, width, height);
}

将 glad.c 放在和该 main.cpp 在同一目录下, 编译:

g++ -o out main.cpp glad.c -lglfw3 -lGL -lm -lXrandr -lXi -lX11 -lXxf86vm -lpthread -ldl -lXinerama -lXcursor

运行:

./out

或者借助qt，配置.pro文件：

TEMPLATE = app
CONFIG += console c++11
CONFIG -= app_bundle
CONFIG -= qt

SOURCES += \
    test.cpp \
    glad.c

LIBS += -lglfw3 -lGL -lm -lXrandr -lXi -lX11 -lXxf86vm -lpthread -ldl -lXinerama -lXcursor

最终.pro文件：

#opengl
QT += opengl widgets
QT += core gui
TEMPLATE = app
CONFIG += qt opengl warn_on release

LIBS += -lglut
LIBS+= -lGLU
LIBS+= -lGLEW
LIBS+= -lglfw3
LIBS +=-lpthread
LIBS +=-lX11 -lXrandr -lXinerama -lXi -lXxf86vm -lXcursor
LIBS+= -ldl
LIBS+= -lfreetype

INCLUDEPATH += /usr/include/freetype2

stb_image.h

使用纹理之前要做的第一件事是把它们加载到我们的应用中。纹理图像可能被储存为各种各样的格式，每种都有自己的数据结构和排列，所以我们如何才能把这些图像加载到应用中呢？一个解决方案是选一个需要的文件格式，比如.PNG，然后自己写一个图像加载器，把图像转化为字节序列。写自己的图像加载器虽然不难，但仍然挺麻烦的，而且如果要支持更多文件格式呢？你就不得不为每种你希望支持的格式写加载器了。

另一个解决方案也许是一种更好的选择，使用一个支持多种流行格式的图像加载库来为我们解决这个问题。比如说我们要用的stb_image.h库。

stb_image.h是Sean Barrett的一个非常流行的单头文件图像加载库，它能够加载大部分流行的文件格式，并且能够很简单得整合到你的工程之中。stb_image.h可以在这里下载。下载这一个头文件，将它以stb_image.h的名字加入你的工程，并另创建一个新的C++文件，输入以下代码：

#define STB_IMAGE_IMPLEMENTATION
#include "stb_image.h"

通过定义STB_IMAGE_IMPLEMENTATION，预处理器会修改头文件，让其只包含相关的函数定义源码，等于是将这个头文件变为一个 .cpp 文件了。现在只需要在你的程序中包含stb_image.h并编译就可以了。

Assimp

assimp介绍

一个非常流行的模型导入库是Assimp，它是Open Asset Import Library（开放的资产导入库）的缩写。Assimp能够导入很多种不同的模型文件格式（并也能够导出部分的格式），它会将所有的模型数据加载至Assimp的通用数据结构中。当Assimp加载完模型之后，我们就能够从Assimp的数据结构中提取我们所需的所有数据了。由于Assimp的数据结构保持不变，不论导入的是什么种类的文件格式，它都能够将我们从这些不同的文件格式中抽象出来，用同一种方式访问我们需要的数据。

当使用Assimp导入一个模型的时候，它通常会将整个模型加载进一个场景(Scene)对象，它会包含导入的模型/场景中的所有数据。Assimp会将场景载入为一系列的节点(Node)，每个节点包含了场景对象中所储存数据的索引，每个节点都可以有任意数量的子节点。Assimp数据结构的（简化）模型如下：

• 和材质和网格(Mesh)一样，所有的场景/模型数据都包含在Scene对象中。Scene对象也包含了场景根节点的引用。
• 场景的Root node（根节点）可能包含子节点（和其它的节点一样），它会有一系列指向场景对象中mMeshes数组中储存的网格数据的索引。Scene下的mMeshes数组储存了真正的Mesh对象，节点中的mMeshes数组保存的只是场景中网格数组的索引。
• 一个Mesh对象本身包含了渲染所需要的所有相关数据，像是顶点位置、法向量、纹理坐标、面(Face)和物体的材质。
• 一个网格包含了多个面。Face代表的是物体的渲染图元(Primitive)（三角形、方形、点）。一个面包含了组成图元的顶点的索引。由于顶点和索引是分开的，使用一个索引缓冲来渲染是非常简单的（三角形）。
• 最后，一个网格也包含了一个Material对象，它包含了一些函数能让我们获取物体的材质属性，比如说颜色和纹理贴图（比如漫反射和镜面光贴图）。

所以，我们需要做的第一件事是将一个物体加载到Scene对象中，遍历节点，获取对应的Mesh对象（我们需要递归搜索每个节点的子节点），并处理每个Mesh对象来获取顶点数据、索引以及它的材质属性。最终的结果是一系列的网格数据，我们会将它们包含在一个Model对象中。

我们将创建我们自己的Model和Mesh类来加载并使用刚刚介绍的结构储存导入后的模型。如果我们想要绘制一个模型，我们不需要将整个模型渲染为一个整体，只需要渲染组成模型的每个独立的网格就可以了。然而，在我们开始导入模型之前，我们首先需要将Assimp包含到我们的工程当中。

assimp构建

参考：https://blog.csdn.net/wodownload2/article/details/83410521

在Assimp的下载页面中选择相应的版本。此时使用的Assimp版本为3.1.1。建议自己编译Assimp库，因为它们的预编译库在大部分系统上都是不能运行的。

构建Assimp时可能会出现一些问题，解决方案：

• CMake在读取配置列表时，不断报出DirectX库丢失的错误。报错如下：
  解决方案：参考：https://blog.csdn.net/lady_killer9/article/details/89429092
  
  这个问题的解决方案是安装DirectX SDK，如果你之前没安装过的话。你可以从这里下载SDK
• 安装DirectX SDK时，可能遇到一个错误码为s1023的错误。这种情况下，请在安装SDK之前根据这个先卸载C++ Redistributable package(s)（到控制面板中去卸载，安装完DirectX SDK后，将卸载的c++ Redistributable再安装好）。
• 一旦配置完成，你就可以生成解决方案文件了，打开解决方案文件并编译Assimp库（可以编译为Debug版本也可以编译为Release版本，只要能工作就行）。
• 使用默认配置构建的Assimp是一个动态库(Dynamic Library)，所以我们需要包含所生成的assimp.dll文件以及程序的二进制文件。你可以简单地将DLL复制到我们程序可执行文件的同一目录中。
• Assimp编译之后，生成的库和DLL文件位于code/Debug或者code/Release文件夹中。
• 接着把编译好的LIB文件和DLL文件拷贝到工程的相应目录下，并在解决方案中链接它们。并且记得把Assimp的头文件也复制到你的include目录中（头文件可以在从Assimp中下载的include目录里找到）。

如果你想让Assimp使用多线程来获得更高的性能，你可以使用Boost库来编译Assimp。你可以在它们的安装页面找到完整的安装介绍。