OpenGL 入门(一)— 创建窗口

文章目录

  • 前言
  • 创建一个窗口
    • 视口动态调整
    • 输入控制
    • 渲染
  • 完整代码

前言

关键词介绍:

  • OpenGL: 一个定义了函数布局和输出的图形API的正式规范。
  • GLFW:一个专门针对OpenGL的C语言库,它提供了一些渲染物体所需的最低限度的接口。它允许用户创建OpenGL上下文、定义窗口参数以及处理用户输入,对我们来说这就够了。
  • GLAD: 一个扩展加载库,用来为我们加载并设定所有OpenGL函数指针,从而让我们能够使用所有(现代)OpenGL函数。
  • 视口(Viewport): 我们需要渲染的窗口。

创建一个窗口

首先,引入头文件

#include 
#include 

接下来,实例化GLFW窗口:

    //初始化GLFW
    glfwInit();
    //配置GLFW  第一个参数代表选项的名称,我们可以从很多以GLFW_开头的枚举值中选择;
    //第二个参数接受一个整型,用来设置这个选项的值。
    glfwWindowHint(GLFW_CONTEXT_VERSION_MAJOR, 3);
    glfwWindowHint(GLFW_CONTEXT_VERSION_MINOR, 3);
    glfwWindowHint(GLFW_OPENGL_PROFILE, GLFW_OPENGL_CORE_PROFILE);
    // glfwWindowHint(GLFW_OPENGL_FORWARD_COMPAT, GL_TRUE);

注意:glfwWindowHint函数的第一个参数代表选项的名称,很多以GLFW_开头的枚举值中选择,该函数的所有的选项以及对应的值都可以在 GLFW’s window handling 这篇文档中找到,具体怎么用可以查看文档。

然后,我们创建一个窗口对象:

    //创建一个窗口对象
    GLFWwindow* window = glfwCreateWindow(800, 600, "LearnOpenGL", NULL, NULL);
    if(window == NULL){
        std::cout << "Failed to create GLFW window" << std::endl;
        //创建失败,终止程序
        glfwTerminate();
        return -1;
    }
    //将我们窗口的上下文设置为当前线程的主上下文
    glfwMakeContextCurrent(window);

这时候编译运行会闪烁一下,说明我们创建成功了,如果保持常显示,需要下一步操作:

    // 循环渲染
    while (!glfwWindowShouldClose(window))
    {
        // 检查并调用事件,交换缓冲
        glfwSwapBuffers(window);
        glfwPollEvents();
    }

    // 释放/删除之前的分配的所有资源
    glfwTerminate();
  • glfwWindowShouldClose函数:在我们每次循环的开始前检查一次GLFW是否被要求退出,如果是的话该函数返回true然后渲染循环便结束了,之后为我们就可以关闭应用程序了。
  • glfwPollEvents函数:检查有没有触发什么事件(比如键盘输入、鼠标移动等)、更新窗口状态,并调用对应的回调函数(可以通过回调方法手动设置)。
  • glfwSwapBuffers函数:会交换颜色缓冲(它是一个储存着GLFW窗口每一个像素颜色值的大缓冲),它在这一迭代中被用来绘制,并且将会作为输出显示在屏幕上。
  • glfwTerminate函数:当渲染循环结束后我们需要正确释放/删除之前的分配的所有资源。

到这里编译运行,就会出现窗口了。
完整代码:

#include 
#include 
#include 

int main()
{
    // 初始化GLFW
    glfwInit();
    // 配置GLFW  第一个参数代表选项的名称,我们可以从很多以GLFW_开头的枚举值中选择;
    // 第二个参数接受一个整型,用来设置这个选项的值。
    glfwWindowHint(GLFW_CONTEXT_VERSION_MAJOR, 3);
    glfwWindowHint(GLFW_CONTEXT_VERSION_MINOR, 3);
    glfwWindowHint(GLFW_OPENGL_PROFILE, GLFW_OPENGL_CORE_PROFILE);
    // glfwWindowHint(GLFW_OPENGL_FORWARD_COMPAT, GL_TRUE);

    // 创建一个窗口对象
    GLFWwindow *window = glfwCreateWindow(800, 600, "LearnOpenGL", NULL, NULL);
    if (window == NULL)
    {
        std::cout << "Failed to create GLFW window" << std::endl;
        // 创建失败,终止程序
        glfwTerminate();
        return -1;
    }
    // 将我们窗口的上下文设置为当前线程的主上下文
    glfwMakeContextCurrent(window);

    // 初始化GLAD,传入加载系统相关opengl函数指针的函数
    if (!gladLoadGLLoader((GLADloadproc)glfwGetProcAddress))
    {
        std::cout << "Failed to initialize GLAD" << std::endl;
        // 初始化失败,终止程序
        return -1;
    }

    // 循环渲染
    while (!glfwWindowShouldClose(window))
    {
        // 检查并调用事件,交换缓冲
        glfwSwapBuffers(window);
        glfwPollEvents();
    }

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

    std::cout << "Hello, World!" << std::endl;

    return 0;
}

OpenGL 入门(一)— 创建窗口_第1张图片

当然,我们也可以参考官方完整代码做些功能扩展:

视口动态调整

在我们开始渲染之前还有一件重要的事情要做,我们必须告诉OpenGL渲染窗口的尺寸大小,即视口(Viewport),这样OpenGL才只能知道怎样根据窗口大小显示数据和坐标。我们可以通过调用glViewport函数来设置窗口的维度

glViewport(0, 0, 800, 600);

glViewport函数前两个参数控制窗口左下角的位置。第三个和第四个参数控制渲染窗口的宽度和高度(像素)。

当用户改变窗口的大小的时候,视口也应该被调整。我们可以对窗口注册一个回调函数(Callback Function),它会在每次窗口大小被调整的时候被调用。

...
// 窗口大小改变时调用
void framebuffer_size_callback(GLFWwindow *window, int width, int height);

// settings 窗口宽高
const unsigned int SCR_WIDTH = 800;
const unsigned int SCR_HEIGHT = 600;

int main()
{
    ...
    // 设置窗口大小改变时的回调函数
    glfwSetFramebufferSizeCallback(window, framebuffer_size_callback);
	...

    return 0;
}

// 窗口大小改变时调用
void framebuffer_size_callback(GLFWwindow *window, int width, int height)
{
    // 设置窗口的维度
    glViewport(0, 0, width, height);
}

输入控制

使用GLFW的glfwGetKey函数,它需要一个窗口以及一个按键作为输入。这个函数将会返回这个按键是否正在被按下。我们将创建一个processInput函数来让所有的输入代码保持整洁。

// 窗口大小改变时调用

...

void processInput(GLFWwindow *window);

int main()
{
    ...

    // 循环渲染
    while (!glfwWindowShouldClose(window))
    {

        // 输入
        processInput(window);

        // 检查并调用事件,交换缓冲
        glfwSwapBuffers(window);
        glfwPollEvents();
    }
	...
    return 0;
}


// 输入
void processInput(GLFWwindow *window)
{
    // 当用户按下esc键,我们设置window窗口的windowShouldClose属性为true
    // 关闭应用程序
    if (glfwGetKey(window, GLFW_KEY_ESCAPE) == GLFW_PRESS)
        glfwSetWindowShouldClose(window, true);
}

渲染

我们要把所有的渲染(Rendering)操作放到渲染循环中,因为我们想让这些渲染指令在每次渲染循环迭代的时候都能被执行。代码将会是这样的:

// 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
    glfwPollEvents();
    glfwSwapBuffers(window);
}

完整代码

#include 
#include 
#include 

// 窗口大小改变时调用
void framebuffer_size_callback(GLFWwindow *window, int width, int height);
void processInput(GLFWwindow *window);

// settings 窗口宽高
const unsigned int SCR_WIDTH = 800;
const unsigned int SCR_HEIGHT = 600;

int main()
{
    // 初始化GLFW
    glfwInit();
    // 配置GLFW  第一个参数代表选项的名称,我们可以从很多以GLFW_开头的枚举值中选择;
    // 第二个参数接受一个整型,用来设置这个选项的值。
    glfwWindowHint(GLFW_CONTEXT_VERSION_MAJOR, 3);
    glfwWindowHint(GLFW_CONTEXT_VERSION_MINOR, 3);
    glfwWindowHint(GLFW_OPENGL_PROFILE, GLFW_OPENGL_CORE_PROFILE);
    // glfwWindowHint(GLFW_OPENGL_FORWARD_COMPAT, GL_TRUE);

    // 创建一个窗口对象
    GLFWwindow *window = glfwCreateWindow(800, 600, "LearnOpenGL", NULL, NULL);
    if (window == NULL)
    {
        std::cout << "Failed to create GLFW window" << std::endl;
        // 创建失败,终止程序
        glfwTerminate();
        return -1;
    }
    // 将我们窗口的上下文设置为当前线程的主上下文
    glfwMakeContextCurrent(window);
    // 设置窗口大小改变时的回调函数
    glfwSetFramebufferSizeCallback(window, framebuffer_size_callback);

    // 初始化GLAD,传入加载系统相关opengl函数指针的函数
    if (!gladLoadGLLoader((GLADloadproc)glfwGetProcAddress))
    {
        std::cout << "Failed to initialize GLAD" << std::endl;
        // 初始化失败,终止程序
        return -1;
    }

    // 循环渲染
    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);
        glfwPollEvents();
    }

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

    std::cout << "Hello, World!" << std::endl;

    return 0;
}

// 窗口大小改变时调用
void framebuffer_size_callback(GLFWwindow *window, int width, int height)
{
    // 设置窗口的维度
    glViewport(0, 0, width, height);
}

// 输入
void processInput(GLFWwindow *window)
{
    // 当用户按下esc键,我们设置window窗口的windowShouldClose属性为true
    // 关闭应用程序
    if (glfwGetKey(window, GLFW_KEY_ESCAPE) == GLFW_PRESS)
        glfwSetWindowShouldClose(window, true);
}

编译之后,效果展示
OpenGL 入门(一)— 创建窗口_第2张图片

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