在Windows/Ubuntu下安装OpenGL环境（GLUT/freeglut)与跨平台编译（mingw/g++）

GLUT/freeglut 是什么？ OpenGL 和它们有什么关系？

OpenGL只是一个标准，它的实现一般自带在操作系统里，只要确保显卡驱动足够新就可以使用。如果需要在程序里直接使用OpenGL，会有很多非常恶心的预备工作要做，而且可能还要专门为平台的差异写一些代码。要跳过这些工作，可以用一个utility库，直接使用它提供的函数，就不用操心那些细节了。这样的库新一点的有GLEW，因为开源所以安装相对方便（大不了丢进去一起编译），但各种教程和书里常见的是闭源的GLUT。由于GLUT的作者已经很久没更新过了（最后更新于2000年！= =），所以其他人另外做了一个接口兼容GLUT的freeglut，开源而且一直在维护中。

这篇文章介绍了怎样在 Linux（Ubuntu）和 Windows 下安装 GLUT/freeglut，以及如何编写能够跨平台编译的 Makefile 和代码。在 Windows 下可以安装 GLUT 或者 freeglut 其中的一个，不过建议安装后者。在 Ubuntu 下安装 freeglut即可。

Linux 下安装

Linux 下一般使用开源的 freeglut，安装相对于 windows 比较方便，比如 Ubuntu 下安装只要一行命令：

$ sudo apt-get install build-essential freeglut3 freeglut3-dev binutils-gold

Windows 下安装

在 Windows 下如果不使用 Visual Studio 系的环境，可以用 *nix 的命令行工具在 Windows 下的移植版，通常使用的是 mingw 系列套装。

建议直接使用 mingw 的包管理器下载安装需要的包，如果要像这篇文章一样能够用 g++ 和 Make 编译，最好安装 g++(gcc)、GNU Make 和 *nix 常用命令行工具的移植版，也就是在 mingw 的包管理器里选择安装 mingw-developer-toolkit、mingw32-base、mingw32-gcc-g++ 和 msys-base。

关于如何在 Windows 下安装 mingw 环境，这里不赘述，可以参考这个链接。安装完之后需要记得将 mingw/bin 和 mingw/msys/版本号/bin 加入 PATH 环境变量。设置完环境变量后打开 cmd（如果设置前已经打开了，需要关掉再开或者另开一个cmd），如果运行 make --version，g++ --version 和 bash --version 可以看到相关的版本信息，就说明安装成功了，比如：

C:\Users\Administrator> make --version
GNU Make 3.81
Copyright (C) 2006  Free Software Foundation, Inc.
This is free software; see the source for copying conditions.
There is NO warranty; not even for MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A
PARTICULAR PURPOSE.

C:\Users\Administrator> g++ --version
g++ (GCC) 4.8.1
Copyright (C) 2013 Free Software Foundation, Inc.
This is free software; see the source for copying conditions.  There is NO
warranty; not even for MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.

C:\Users\Administrator>bash --version
GNU bash, version 3.1.23(1)-release (i686-pc-msys)
Copyright (C) 2005 Free Software Foundation, Inc.

 

1. 下载 GLUT/freeglut

如果安装 GLUT，地址在：https://user.xmission.com/~nate/glut.html，下载 glut-3.7.6-bin.zip（已经十几年没更新过了所以就是这个版本了2333）

freeglut 在地址：http://www.transmissionzero.co.uk/software/freeglut-devel/ ，点击 Download freeglut 2.8.1-1 for MinGW

2. 放置头文件和库文件（GLUT）

解压下载到的zip，里面就是相关的头文件和库文件了。

对于 GLUT 而言，因为glut.dll 是32位的，所以在64位系统下放在C:\Windows\SysWOW64，32位系统下放在C:\Windows\System32。另外无论系统直接放在C:\Windows也可以。glut.h 放到mingw/include/GL，glut32.lib 放到mingw/lib。

比如一个64位系统的mingw安装在D:/mingw，GLUT 放完之后大概是这样：

C:\Windows\SysWOW64
    └─ glut.dll
D:\mingw
    ├─ include
    │   └─ GL
    │      └─ glut.h
    └─ lib
        └─ glut32.lib

2. 放置头文件和库文件（freeglut）

放置如下，因为mingw如果不用64位的port（mingw-w64）的话只有32位，所以这里使用32位的文件。

C:\Windows\SysWOW64
    └─ freeglut.dll  （32位的mingw就用bin目录下那个，不是bin/x64那个）
D:\mingw
    ├─ include
    │   └─ GL
    │      ├─ freeglut.h
    │      ├─ freeglut_ext.h
    │      ├─ freeglut_std.h
    │      └─ glut.h （注意这个和老版的glut.h不同）
    └─ lib
        ├─ libfreeglut.a （这两个同样用lib目录下的两个）
        └─ libfreeglut_static.a

一般操作系统会自带 glu32.dll， mingw 在安装的时候就会带上一些头文件在 include/GL，lib 里也有opengl和glu的库文件，看到不需要奇怪。

如果熟悉自己的工具，更喜欢自己编译连接时指定库文件和头文件位置，这一步可以跳过，放在自己觉得合适的地方，只要在工程/Makefile声明路径即可。

配置编译/链接参数

GLUT

• 编译参数需要加上加-DGLUT_DISABLE_ATEXIT_HACK（也可以在代码里#define GLUT_DISABLE_ATEXIT_HACK）
• 链接参数加上-lopengl32 -lglu32 -lglut32

freeglut （Windows）

• 不需要特别的编译参数
• 链接参数为-lfreeglut -lopengl32 -Wl,--subsystem,windows。

freeglut （Linux）

• 不需要特别的编译参数
• 链接参数为-lGL -lglut。

mingw 本身就是 32 位，所以不需要特别设置。如果是用的 mingw-w64，还需要在参数里加上 -m32

代码里使用头文件

在 windows 下使用 GLUT 的函数前需要引用以下两个头文件

#include <windows.h>
#include <GL/glut.h>

顺序不能反。一般教程或者样例代码里如果不是针对win32平台不会有#include <windows.h>，很多东西的定义就找不到了，所以跑之前要检查。如果要自动检测操作系统的话进行条件编译的话，就是这样

#if defined(_WIN32) || defined(WIN32)
#include <windows.h> 
#endif

例子

Makefile

如果用的是使用 mingw 的 IDE，只要记得在里面配置步骤 3 的参数即可（一般在project或者build之类的选项里）。

GLUT 使用的 Makefile

LDFLAGS=-lopengl32 -lglu32 -lglut32
CFLAGS=-g -DDEBUG -DGLUT_DISABLE_ATEXIT_HACK
all:
    g++ main.cpp -c -o main.o $(CFLAGS) 
    g++ main.o $(LDFLAGS) -o main.exe

clean:
    rm main.o main.exe

freeglut 使用的 Makefile

LDFLAGS=-lfreeglut -lopengl32 -Wl,--subsystem,windows
CFLAGS=-g -DDEBUG

all:
	g++ main.cpp -c -o main.o $(CFLAGS) 
	g++ main.o $(LDFLAGS) -o main.exe

clean:
	rm main.o main.exe

使用freeglut，跨平台支持的 Makefile

ifeq ($(OS),Windows_NT)
LDFLAGS=-lfreeglut -lopengl32 -Wl,--subsystem,windows
EXECUTABLE=main.exe
else
LDFLAGS=-lGL -lglut
EXECUTABLE=main
endif

CFLAGS=-g -DDEBUG

all:
    g++ main.cpp -c -o main.o $(CFLAGS) 
    g++ main.o $(LDFLAGS) -o $(EXECUTABLE) 

clean:
    rm main.o $(EXECUTABLE) 

 

程序main.cpp，来自OpenGL Code Samples，注意windows下要添加 windows.h：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#if defined(_WIN32) || defined(WIN32)
#include <windows.h> 
#endif

#include <GL/glut.h>


GLenum doubleBuffer;
GLint thing1, thing2;


static void Init(void)
{

    glClearColor(0.0, 0.0, 0.0, 0.0);
    glClearAccum(0.0, 0.0, 0.0, 0.0);

    thing1 = glGenLists(1);
    glNewList(thing1, GL_COMPILE);
    glColor3f(1.0, 0.0, 0.0);
    glRectf(-1.0, -1.0, 1.0, 0.0);
    glEndList();

    thing2 = glGenLists(1);
    glNewList(thing2, GL_COMPILE);
    glColor3f(0.0, 1.0, 0.0);
    glRectf(0.0, -1.0, 1.0, 1.0);
    glEndList();
}

static void Reshape(int width, int height)
{

    glViewport(0, 0, width, height);

    glMatrixMode(GL_PROJECTION);
    glLoadIdentity();
    glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
    glLoadIdentity();
}

static void Key(unsigned char key, int x, int y)
{

    switch (key) {
      case '1':
    glPolygonMode(GL_FRONT_AND_BACK, GL_FILL);
    glutPostRedisplay();
    break;
      case '2':
    glPolygonMode(GL_FRONT_AND_BACK, GL_LINE);
    glutPostRedisplay();
    break;
      case 27:
    exit(0);
    }
}

static void Draw(void)
{

    glPushMatrix();

    glScalef(0.8, 0.8, 1.0);

    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
    glCallList(thing1);
    glAccum(GL_LOAD, 0.5);

    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
    glCallList(thing2);
    glAccum(GL_ACCUM, 0.5);

    glAccum(GL_RETURN, 1.0);

    glPopMatrix();

    if (doubleBuffer) {
    glutSwapBuffers();
    } else {
    glFlush();
    }
}

static void Args(int argc, char **argv)
{
    GLint i;

    doubleBuffer = GL_FALSE;

    for (i = 1; i < argc; i++) {
    if (strcmp(argv[i], "-sb") == 0) {
        doubleBuffer = GL_FALSE;
    } else if (strcmp(argv[i], "-db") == 0) {
        doubleBuffer = GL_TRUE;
    }
    }
}

int main(int argc, char **argv)
{
    GLenum type;

    glutInit(&argc, argv);
    Args(argc, argv);

    type = GLUT_RGB | GLUT_ACCUM;
    type |= (doubleBuffer) ? GLUT_DOUBLE : GLUT_SINGLE;
    glutInitDisplayMode(type);
    glutInitWindowSize(300, 300);
    glutCreateWindow("Accum Test");

    Init();

    glutReshapeFunc(Reshape);
    glutKeyboardFunc(Key);
    glutDisplayFunc(Draw);
    glutMainLoop();
}

运行结果

Windows 下

 

Ubuntu 下