2023-06-21 OpenGL 简述1

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前言

最近研究了一下OpenGL, 总结一下. OpenGL是一揽子图形API接口, 很繁琐, 但不难, 难的是线性代数, 线性变换, 矩阵空间变换.

OpenGL是这个组织 khronos.org 搞的, 如果想深入学习, 可以看他们的原始资料.

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一、安装

查了一下, 一般来讲OpenGL需要两个库: GLFW 和 GLAD.

GLFW用msys2安装即可, 比较简单, 就不叙述了, 直接搜 pacman -Ss glfw

GLAD就比较麻烦, 先查看你显卡支持的OpenGL版本, 我的是GeForce 1050Ti, 支持到最新4.6版本, 记住这个版本,

去 https://glad.dav1d.de/

language选C/C++,

specification选 OpenGL,

API选 4.6 即你的显卡支持的版本,

profile选 Core,

Options选Generate a loader,

生成, 下载到你的项目中,

include 头文件 glad.h,

编译时加上 glad.c 实现文件就OK了

当你引入了这两个库,

#include 
#include 

需要在链接时加上相应的库文件:

-lopengl32 -lglfw3 glad.c

其中 opengl32.lib 是我clang中自带的, 如果不是windows + msys2 + clang工具链, 需要自己找一下.

二、使用步骤

1.创建窗口

创建窗口需要的语句:

初始化, 告知OpenGL版本,

    glfwInit();
    glfwWindowHint(GLFW_CONTEXT_VERSION_MAJOR, verMajor);
    glfwWindowHint(GLFW_CONTEXT_VERSION_MINOR, verMinor);
    glfwWindowHint(GLFW_OPENGL_PROFILE, GLFW_OPENGL_CORE_PROFILE);

#ifdef __APPLE__
    glfwWindowHint(GLFW_OPENGL_FORWARD_COMPAT, GL_TRUE);
#endif

创建窗口, 并设置窗口为当前进程.

    window = glfwCreateWindow(SCR_WIDTH, SCR_HEIGHT, title, nullptr, nullptr);
    if (window == nullptr)
    {
        printf("Failed to create GLFW window\n");
        glfwTerminate();
    }

    // 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);

如果需要更改窗口大小, 需要设置相应的回调函数

    glfwSetFramebufferSizeCallback(window, framebuffer_size_callback);

更改窗口的回调函数

    // 回调函数, 调整视口大小
    void framebuffer_size_callback(GLFWwindow * /*window*/, int width,
                                   int height)
    {
        // 视口, OpenGL渲染窗口大小
        glViewport(0, 0, width, height);
    }

2.初始化glad

这就是例行公事, 必须要有, 没什么道理, 初始化后就可以调用OpenGL的函数了.

        // 初始化GLAD
        if (gladLoadGLLoader(
                reinterpret_cast<GLADloadproc>(glfwGetProcAddress)) == 0)
        {
            printf("fail to initialize Glad\n");
            return -1;
        }

3.进入循环

为了不让窗口一闪而过, 需要让它进入死循环, 直至跳出循环条件产生.

while(!glfwWindowShouldClose(window)) // 判断跳出条件
{
    glfwSwapBuffers(window); // 交换缓冲, 用于平滑输出
    glfwPollEvents();    	 // 捕获事件, 包括输入, 窗口状态, 并调用相应回调
}

完整程序, 只有一个窗口, 按Esc可以退出.

#include 
#include 
#include 

void framebuffer_size_callback(GLFWwindow *window, int width, int height);
void processInput(GLFWwindow *window);

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

auto main() -> int
{
    // 初始化GLFW
    glfwInit();
    // 配置GLFW
    glfwWindowHint(GLFW_CONTEXT_VERSION_MAJOR, 4);
    glfwWindowHint(GLFW_CONTEXT_VERSION_MINOR, 6);
    glfwWindowHint(GLFW_OPENGL_PROFILE, GLFW_OPENGL_CORE_PROFILE);

#ifdef __APPLE__
    glfwWindowHint(GLFW_OPENGL_FORWARD_COMPAT, GL_TRUE);
#endif

    GLFWwindow *window = glfwCreateWindow(SCR_WIDTH, SCR_HEIGHT, "LearnOpenGL",
                                          nullptr, nullptr);
    if (window == nullptr)
    {
        printf("Failed to create GLFW window\n");
        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);
    glfwSetFramebufferSizeCallback(window, framebuffer_size_callback);

    // 初始化GLAD
    if (gladLoadGLLoader(reinterpret_cast<GLADloadproc>(glfwGetProcAddress)) ==
        0)
    {
        printf("fail to initialize Glad\n");
        return -1;
    }

    // glViewport(0, 0, 800, 600);

    while (glfwWindowShouldClose(window) == 0)
    {
        // 输入
        processInput(window);

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

        // 交换缓冲
        glfwSwapBuffers(window);
        // 检查并调用事件
        glfwPollEvents();
    }

    glfwTerminate();

    return 0;
}

// 回调函数, 调整视口大小
void framebuffer_size_callback(GLFWwindow *window, int width, int height)
{
    // 视口, OpenGL渲染窗口大小
    glViewport(0, 0, width, height);
}

void processInput(GLFWwindow *window)
{
    if (glfwGetKey(window, GLFW_KEY_ESCAPE) == GLFW_PRESS)
    {
        glfwSetWindowShouldClose(window, true);
    }
}

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总结

经过上面的设置, OpenGL的环境已经搭建好了, 第一个窗口程序已经建立, 为下面的学习打下了坚实的基础,

不过我还是要给你打个预防针, OpenGL比你想象的要更为繁琐, 但据说仍然比 direct X 12 和 vulkan 也就是下一代 OpenGL 要好得多.

加油.