CLion + OpenCV + cmake，源码编译及使用

为什么要用CLion呢。多个工具多条路，现在美国在搞封闭，万一哪天VS不能用了呢。。。CLion本身只是一个IDE，没有编译器。像Visual Studio就是IDE和编译器一体的，所以安装后即可使用，不用做额外的配置。想要真正把CLion用起来，需要另外配置编译器，我们这里的基调是假设VS不能用，所以编译器不能使用VS，本文使用的是mingw64。下面进入正题

工具和环境准备

• Windows操作系统，win10
  • 安装过程略
• mingw64
  • 见后面部分
• CLion
  • 见后面部分
• OpenCV源码
  • 官网：https://opencv.org/
  • 下载页面：https://opencv.org/releases/
  • 进入下载页面，随便下一个OpenCV的源码包，即点击Sources进行下载，这里下载的是opencv-4.4.0.zip
• cmake
  • 官网：https://cmake.org/
  • 下载页面：https://cmake.org/download/
  • 进入下载页面，下载最新的cmake安装包，.msi后缀的那种，这里下载的是cmake-3.18.4-win64-x64.msi
  • 双击安装包，安装cmake。安装路径根据需求修改。

配置mingw64

下载

mingw64官网的名称是mingw-w64，从名称就容易看出来这个编译器支持64位编程。windows下还有一个很容易跟mingw64混淆的编译器，叫MinGW（Minimalist GNU for Windows），MinGW似乎只支持32位。

• mingw64官网：https://mingw-w64.org/doku.php
• 下载网址：https://sourceforge.net/projects/mingw-w64/files/

官网没有下载链接，下载链接在sourceforge上面。最好不要下载Online Installer，这个在线安装工具点开后首先要下载一个repository.txt，这个文件似乎在墙外，所以在线安装搞不定。

我下载的文件是：
x86_64-8.1.0-release-posix-seh-rt_v6-rev0.7z

windows下似乎有两种版本后缀，一个是sjlj，一个是seh，两种有什么区别我也不太清楚，只是看seh版本的下载的人多，所以就随大流了。

有一个需要特别注意的地方：一定要下载64位的mingw64，不要下载32位的（文件名中带有-win32），切记！

配置环境变量

mingw64不用安装，只需要解压并配置环境变量即可。所以下载完成后首先解压到一个地方，路径中不要有空格。

解压后的文件夹中有一个bin文件夹，将bin的完整路径D:\Program\mingw64\bin加入环境变量：

此电脑（右键）-> 高级系统设置 -> 环境变量 -> 双击 Path增加环境变量，注意你的路径跟我的可能不一样。

配置环境变量后可能需要重启才能生效。

cmake构建OpenCV工程

构建和编译OpenCV的过程跟CLion没有关系，只跟编译器mingw64有关。

1. 解压opencv-4.4.0.zip，我这里解压后的路径是D:\software\opencv-4.4.0，在此路径下新建一个文件夹build_mingw64，cmake构建的结果就输出在这个文件夹下（build文件夹可建立在任何地方，之所以建立在opencv解压目录下，为了清楚了解build对应的源代码是哪一份，个人习惯而已）

2. 双击cmake-gui，配置两个路径：
   （1）源码路径：D:\software\opencv-4.4.0
   （2）构建输出路径：D:\software\opencv-4.4.0\build_mingw64
   

3. 点击Configure，弹出选择编译器的界面，选择MinGw Makefiles，然后点击Finish开始配置，此过程需耗费点时间，另外Configure一般不会一次成功，因为FFMPEG总是在cmake的过程中下载失败，FFMPEG是视频编解码需要的库，所以非常必要。
   
   尽管Configure第一次无法成功，但还是得点一下才能产生日志，然后才能根据日志去解决问题。第一次Configure后结果见下图，注意到上面一栏中一坨红色，表明配置存在问题，下面可以看到FFMPEG那里都是NO，往上翻一翻日志就会知道是相关的dll下载不成功。
   

   可以打开下载日志文件D:/software/opencv-4.4.0/build_vs2019/CMakeDownloadLog.txt查看哪些组件下载失败，此文件中也会告诉我们到哪里下载缺失的组件。打开该日志文件后可以找到如下信息：

   #do_copy “opencv_videoio_ffmpeg.dll” “854b3460c435d04277e1f1ecc06cb809” “https://raw.githubusercontent.com/opencv/opencv_3rdparty/1df9bf0c0c6c2cf225bd3d8e4cf5985198352454/ffmpeg/opencv_videoio_ffmpeg.dll” “D:/software/opencv-4.4.0/build_mingw64/3rdparty/ffmpeg”
   #missing “D:/software/opencv-4.4.0/build_mingw64/3rdparty/ffmpeg/opencv_videoio_ffmpeg.dll”
   #check_md5 “D:/software/opencv-4.4.0/.cache/ffmpeg/854b3460c435d04277e1f1ecc06cb809-opencv_videoio_ffmpeg.dll”

   上面的日志至少告诉我们如下信息：1. opencv_videoio_ffmpeg.dll的下载网址；2. 本地存放的路径；3. 需要校验md5。

   因为要校验md5，所以我们不能随便下载一个同名dll放到本地存放路径下，必需下载上述网址的dll。接下来手动下载上述文件并放入.../build_vs2019/3rdparty/ffmpeg中即可。同理下载opencv_videoio_ffmpeg_64.dll和ffmpeg_version.cmake。需要注意 ffmpeg_version.cmake 点击链接后可能直接打开了链接而不是下载，此时不能使用复制粘贴的方式把信息搞下来，而应该在网页上点右键 -> 另存为的方式保存文件，然后把后缀.txt干掉，不然MD5校验不通过。

   下载好并放入相应文件夹之后，再次点击Configure进行配置，这次速度会快一些，因为已经配置好的内容会直接跳过去。配置好后上面的一坨红消失了，并且下面日志也不会有诡异的错误。
   

4. 在上栏中，确保以下几个选项没有被打勾，如果打勾的话可能导致编译失败：
   （1）ENABLE_PRECOMPILED_HEADERS
   （2）WITH_MSMF
   （3）WITH_IPP
   （4）WITH_TBB
   （5）OPENCV_ENABLE_ALLOCATOR_STATS

   （1）~（4）据说是专门为了支持VS而设置的；
   （5）如果勾上的话可能出现以下错误：

   gcc: error: long: No such file or directory
   D:\Program\mingw64\bin\windres.exe: preprocessing failed.
   mingw32-make[2]: *** [modules\core\CMakeFiles\opencv_core.dir\build.make:1494: modules/core/CMakeFiles/opencv_core.dir/vs_version.rc.obj] Error 1
   mingw32-make[2]: *** Waiting for unfinished jobs…
   mingw32-make[1]: *** [CMakeFiles\Makefile2:1882: modules/core/CMakeFiles/opencv_core.dir/all] Error 2
   mingw32-make: *** [Makefile:181: all] Error 2

5. 在上栏中，有一个很特别的选项，叫BUILD_opencv_world，如果勾上的话，编译后会生成一个比较大的dll，如果不打勾的话，则生成一堆零散的dll。

6. 点击Generate生成工程，这一步通常没有什么坑，并且速度比较快。

mingw64编译OpenCV工程

1. 打开cmd，进入build目录D:\software\opencv-4.4.0\build_mingw64
2. 输入以下命令开始编译：

mingw32-make
或
mingw32-make -j8

-j8的意思是使用多线程编译，不然速度有点慢。后面那个8表示线程数，CPU好的话可以改大点，不太好就改小点。

中间如果有warning不用管，只要不是error就行，error会导致编译失败退出。如果error了，下次再编译前最好使用下面命令clean一下之前的错误编译。

mingw32-make clean

mingw32-make成功以后，在D:\software\opencv-4.4.0\build_mingw64\bin下面就出现所需的dll文件，但是我们还需要头文件和静态库文件，整体比较分散，为了把所有有用的东西都聚到一起，也为了后面写程序时调用方便，在cmd中继续执行下面命令，将后面调用所需的文件都拷贝到一个install文件夹下，此步骤也很重要，不要忘记。

mingw32-make install

安装并配置CLion

CLion官网：http://www.jetbrains.com/clion/

CLion目前针对学生、教师、教育机构等等一些个人或组织有免费或打折的license，但对于一般的人并没有类似社区版这样的免费版本，所以需要付费使用。

安装

去官网下载exe后双击安装，没有什么特别需要注意的。

个人习惯在Installation Options的地方把Add "Open Folder as Project"勾上。勾上后右键点击文件夹后，弹出菜单会出现Open Folder as CLion Project，方便打开项目。

在CLion中配置mingw64

• 打开CLion，第一次打开应该需要激活，但我选择Evaluate for free选项。

• 点击New Project新建个工程，Language standard根据需求选择，然后点击create创建项目，进去后应该默认有一个hello world的程序。
  

• 如果之前已经把mingw64的路径配进环境变量中了，那么CLion可能能够自己搜索到mingw64并自动配置，但是如果没有自动配置好的话，那么可以按照如下方式配置：依次点击File -> Settings -> Build, Execution, Deployment -> Toolchains，按下图配置
  

配置CLion的Release模式

此时的CLion已经可以写程序，但是只能在Debug模式下写程序，而没有Release模式。

增加Release模式的方法比较简单，在File -> Settings -> Build, Execution, Deployment -> CMake里设置，在右侧界面点击“+”号，CLion会自动生成Release选项（原本只有Debug），然后点击OK。

然后就可以在主界面选择Debug还是Release了：

在CLion中使用OpenCV

CLion使用cmake来配置工程，所以调用OpenCV的关键就在于写CMakeLists.txt。

在新建工程后，CMakeLists.txt 中默认已经有了一些内容：

cmake_minimum_required(VERSION 3.17)
project(TestCLion)
set(CMAKE_CXX_STANDARD 17)
add_executable(TestCLion main.cpp)

除了第3行外，其它都是必须的。

在我们刚才编译出的OpenCV的install目录中有一个名为OpenCVConfig.cmake的文件，告诉我们在CMakeLists.txt中添加哪些东西可以调用OpenCV，该文件位置为：
D:\software\opencv-4.4.0\build_mingw64\installOpenCVConfig.cmake

打开该文件，最上面的注释写着：

# ===================================================================================
#  The OpenCV CMake configuration file
#
#             ** File generated automatically, do not modify **
#
#  Usage from an external project:
#    In your CMakeLists.txt, add these lines:
#
#    FIND_PACKAGE(OpenCV REQUIRED)
#    TARGET_LINK_LIBRARIES(MY_TARGET_NAME ${OpenCV_LIBS})
#
#    Or you can search for specific OpenCV modules:
#
#    FIND_PACKAGE(OpenCV REQUIRED core imgcodecs)
#
#    If the module is found then OPENCV__FOUND is set to TRUE.
#
#    This file will define the following variables:
#      - OpenCV_LIBS                     : The list of libraries to link against.
#      - OpenCV_INCLUDE_DIRS             : The OpenCV include directories.
#      - OpenCV_COMPUTE_CAPABILITIES     : The version of compute capability
#      - OpenCV_VERSION                  : The version of this OpenCV build: "4.4.0"
#      - OpenCV_VERSION_MAJOR            : Major version part of OpenCV_VERSION: "4"
#      - OpenCV_VERSION_MINOR            : Minor version part of OpenCV_VERSION: "4"
#      - OpenCV_VERSION_PATCH            : Patch version part of OpenCV_VERSION: "0"
#      - OpenCV_VERSION_STATUS           : Development status of this build: ""
#
#    Advanced variables:
#      - OpenCV_SHARED
#
# ===================================================================================

第6到10行告诉我们怎么修改CMakeLists.txt以使用OpenCV，但事实上只添加9，10两行并不行。比如我们将CMakeLists.txt改成如下内容（注意MY_TARGET_NAME应当改成我们自己的项目名称TestCLion），然后点击CLion右上角的Reload changes，当CMakeLists.txt发生改变后，右上角会自动弹出Reload changes可以点。

cmake_minimum_required(VERSION 3.17)
project(TestCLion)
set(CMAKE_CXX_STANDARD 17)
add_executable(TestCLion main.cpp)

find_package(OpenCV REQUIRED)
target_link_libraries(TestCLion ${OpenCV_LIBS})

有一点需了解，在CMakeLists.txt中，命令不区分大小写，如FIND_PACKAGE等同于find_package，但是括号中的变量必需区分大小写。

然后CLion的下方窗口会显示如下错误信息：

CMake Error at CMakeLists.txt:6 (find_package):
  By not providing "FindOpenCV.cmake" in CMAKE_MODULE_PATH this project has
  asked CMake to find a package configuration file provided by "OpenCV", but
  CMake did not find one.

  Could not find a package configuration file provided by "OpenCV" with any
  of the following names:

    OpenCVConfig.cmake
    opencv-config.cmake

  Add the installation prefix of "OpenCV" to CMAKE_PREFIX_PATH or set
  "OpenCV_DIR" to a directory containing one of the above files.  If "OpenCV"
  provides a separate development package or SDK, be sure it has been
  installed.


-- Configuring incomplete, errors occurred!
See also "D:/clion/TestCLion/cmake-build-release/CMakeFiles/CMakeOutput.log".

上面信息简单来说就是需要设定OpenCV_DIR，于是CMakeLists.txt最终需写为：

cmake_minimum_required(VERSION 3.17)
project(TestCLion)
set(CMAKE_CXX_STANDARD 17)
add_executable(TestCLion main.cpp)

set(OpenCV_DIR D:/software/opencv-4.4.0/build_mingw64/install)
find_package(OpenCV REQUIRED)
target_link_libraries(TestCLion ${OpenCV_LIBS})

然后再次点击Reload changes，下面窗口会提示如下信息：

-- OpenCV ARCH: x64
-- OpenCV RUNTIME: mingw
-- OpenCV STATIC: OFF
-- Found OpenCV 4.4.0 in D:/software/opencv-4.4.0/build_mingw64/install/x64/mingw/lib
-- You might need to add D:/software/opencv-4.4.0/build_mingw64/install/x64/mingw/bin to your PATH to be able to run your applications.
-- Configuring done
-- Generating done
-- Build files have been written to: D:/clion/TestCLion/cmake-build-release

注意看第5行，这是让我们把D:\software\opencv-4.4.0\build_mingw64\install\x64\mingw\bin文件夹加入到环境变量中，加入方法跟之前配置mingw64的bin文件夹时一样：此电脑（右键）-> 高级系统设置 -> 环境变量 -> 双击 Path添加环境变量，添加后需重启CLion。

下面是一段测试代码，点击右上角三角符号运行

#include 
#include 
#include 

using namespace std;
using namespace cv;

int main()
{
    string imagePath = "D:/data/1.bmp";
    Mat image = imread(imagePath);
    resize(image, image, Size(1024, 1024));
    namedWindow("TestOpenCV", 0);
    imshow("TestOpenCV", image);
    waitKey(0);
    destroyAllWindows();

    return 0;
}

这段测试代码简单地读入一张图片，然后做个resize，然后将其显示出来，道理上讲前面配置没问题的话，这里不论是Debug模式还是Release模式都能正常运行。