Qt OpenGL(01) 概述

文章目录

  • 1、OpengGL 参考教程
  • 2、Qt OpengGL 框架
    • 2.1 Qt 项目文件添加模块
    • 2.2 main.cpp
    • 2.3 Widget.h
    • 2.4 Widget.cpp
    • 2.5 顶点着色器 shader.vert
    • 2.6 片元着色器 shader.frag
  • 3、总结

1、OpengGL 参考教程

OpenGL(英语:Open Graphics Library,译名:开放图形库或者“开放式图形库”)是用于渲染2D、3D矢量图形的跨语言、跨平台的应用程序编程接口(API)。

OpenGL常用于CAD、虚拟现实、科学可视化程序和电子游戏开发。【设计、仿真、模拟、游戏】

OpenGL的高效实现(利用了图形加速硬件)存在于Windows,部分UNIX平台和Mac OS。这些实现一般由显示设备厂商提供,而且非常依赖厂商提供的硬件。

学习OpenGL 可以参考以下教程:

  1. Learn OpenGL 官方网站

    LearnOpenGL CN (learnopengl-cn.github.io)

    这是翻译成中文的官档,大部分的资料都是以这个教程来讲解的

  2. 被称为最好的OpenGL的视频教程

    https://www.bilibili.com/video/BV1MJ411u7Bc

    前面的讲得很不错,有一些精彩的代码技巧 visual studio

  3. GAMES101-现代计算机图形学入门-闫令琪

    https://www.bilibili.com/video/BV1X7411F74

    原理讲解的最牛叉的中文教程,师出名门,看了就知道。

  4. 《QT+OpenGL学习之我见》合集 by zobol

    https://www.bilibili.com/video/BV1wf4y1E7hY/

    难得的讲解理解的视频,细节处见大家风采,以 Qt 为开发工具,适合Qter学习

  5. 计算机图形学OpenGL:天空盒子

    https://www.bilibili.com/video/BV18F411s7xw

    这个视频也不错,该up主有多个版本,供大家学习参考。

  6. OpenGL Api docs

    docs.gl

  7. Opengl 常用api

    openGL初学函数解释汇总 - ZefengYao - 博客园 (cnblogs.com)

2、Qt OpengGL 框架

介绍一些 Qt 中常使用的类:

QOpenGLWindow 相当于 glfw,用于渲染显示和处理键鼠事件

QOpenGLFunctions_3_3_Core 相当于 glad,实现了 opengl api 的封装

QVector3D 、QVector4D、 QMatrix4x4 相当于 glm库,各种向量和矩阵的运算都已经实现

QOpenGLTexture 和 QImage 相当于 sampler2D 和 stb_image.h

QOpenGLShader 、QOpenGLShaderProgram 渲染管线的封装,使用使用

2.1 Qt 项目文件添加模块

Qt的项目文件内容

QT       += core gui opengl widgets
CONFIG += c++17

SOURCES += \
    main.cpp \
    Widget.cpp

HEADERS += \
    Widget.h
    
msvc{
    QMAKE_CXXFLAGS += /utf-8
}

RESOURCES += \
    res.qrc

2.2 main.cpp

程序的main方法

#include "Widget.h"
#include 

int main(int argc, char *argv[])
{
    QApplication a(argc, argv);
    Widget w;
    w.show();
    return a.exec();
}

2.3 Widget.h

头文件部分,自定义widget 并继承 QOpenGLWidget, QOpenGLFunctions_3_3_Core
QOpenGLWindow 相当于 glfw,用于渲染显示和处理键鼠事件
QOpenGLFunctions_3_3_Core 相当于 glad,实现了 opengl api 的封装

#ifndef WIDGET_H
#define WIDGET_H
#include 
#include 
#include 

class Widget : public QOpenGLWidget,QOpenGLFunctions_3_3_Core
{
    Q_OBJECT

public:
    Widget(QWidget *parent = nullptr);
    ~Widget();

// QOpenGLWidget interface
protected:
    virtual void initializeGL() override;
    virtual void paintGL() override;
    // virtual void resizeGL(int w, int h) override;  // 这个没有重写的必要

private:
    unsigned int VAO,VBO;
    QOpenGLShaderProgram shaderProgram;	 // 着色器程序
};
#endif // WIDGET_H

2.4 Widget.cpp

Widget 类的源代码文件,用来画一个opengl的入门三角形

#include "Widget.h"
#include 
#define qout if( 1 ) qDebug() << __FILE__ << __LINE__ << ": "

float vertices[] = {
   -0.5f, -0.5f,  // left   bottom
    0.5f, -0.5f,  // right  bottom
    0.0f,  0.5f,  // center   top
};

Widget::Widget(QWidget *parent)
    : QOpenGLWidget(parent)
{
    setWindowTitle ("Qt OpenGL");
}

Widget::~Widget()
{
    makeCurrent ();
    glDeleteBuffers (1,&VBO);
    glDeleteVertexArrays (1,&VAO);
    doneCurrent ();
}

void Widget::initializeGL()
{
    initializeOpenGLFunctions ();

    const char *version =(const char *) glGetString (GL_VERSION);
    qout << QString(version);

    glGenBuffers (1,&VBO);
    glBindBuffer (GL_ARRAY_BUFFER,VBO);
    glBufferData (GL_ARRAY_BUFFER,sizeof(vertices),vertices,GL_STATIC_DRAW);

    glGenVertexArrays (1,&VAO);
    glBindVertexArray(VAO);
    glVertexAttribPointer(0, 2, GL_FLOAT, GL_FALSE, 2 * sizeof(float), (void*)0);
    glEnableVertexAttribArray(0);

    shaderProgram.addShaderFromSourceFile (QOpenGLShader::Vertex,  ":/shader.vert");
    shaderProgram.addShaderFromSourceFile (QOpenGLShader::Fragment,":/shader.frag");
    shaderProgram.link ();

    glBindBuffer (GL_ARRAY_BUFFER,0);
}


void Widget::paintGL()
{
    glClearColor(0.2f, 0.3f, 0.3f, 1.0f);   // 设置背景色
    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);           // 填充背景色

    shaderProgram.bind ();
    shaderProgram.setUniformValue ("u_color",1.0f, 0.5f, 0.2f, 1.0f);
    // 绘制数组
    glDrawArrays (GL_TRIANGLES,0,3);
}

2.5 顶点着色器 shader.vert

加入 qt 的资源文件
gl_Position 是 GLSL 的关键字,不需要声明

#version 330 core
layout (location = 0) in vec2 aPos;
void main()
{
   gl_Position = vec4(aPos.x, aPos.y, 0.0, 1.0);
};

2.6 片元着色器 shader.frag

加入 qt 的资源文件

#version 330 core
out vec4 FragColor;
uniform vec4 u_color;
void main()
{
    FragColor = u_color;
}

运行结果的截图
Qt OpenGL(01) 概述_第1张图片

3、总结

Qt 用来学习 现代 OpenGL 还是比较方便的,成功运行程序后,可见到一个橙色的三角形。

QOpenGLBuffer 和 QOpenGLVertexArrayObject 这两个类,用起来并不太方便,依旧使用比较熟悉的opengl api。

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