OpenGL学习 (一) - 简单窗口绘制

一、OpenGL 简介

OpenGL 本质：

OpenGL（Open Graphics Library），通常可以认为是API，其包含了一系列可以操作图形、图像的函数。但深究下来，它是由Khronos组织制定并维护的规范，即规定了每个函数该如何执行，以及它们的输出值。根据该OpenGL的规范，开发者可编写各类扩展库

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OpenGL 发展：

• 立即渲染模式：Immediate mode，也就是固定渲染管线，是OpenGL早期的使用渲染模式
  • 优点：对多数细节做了抽象处理，方便调用和理解
  • 缺点：不利于开发者完全操控，且效率低下
• 核心模式：Core-profile，从OpenGL3.2起替代立即渲染模式的开发方式，迫使开发者使用现代方法进行开发
  • 优点：更高的灵活性和效率，便于开发者深入理解图像编程
  • 缺点：学习难度加大

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OpenGL 库：

OpenGL库的作用在于给我们提供了各类方法，OpenGL自身库包含：gl核心库、glu实用库、glut实用工具库（这几个库的介绍：OpenGL库中gl、glu、glut、glaux的关系 - 极客小生）

此外，OpenGL的一大特性就是扩展，主要体现在显卡公司所提出的新特性可以以驱动的方法实现，开发者可以在支持这个扩展的显卡上、使用这个扩展提供的一些更先进更有效的图形功能

常见到的库有：GLFW库和、GLEW库、GLAD库：

• 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
• GLEW：OpenGL扩展库（OpenGL Extension Wrangler Library），用于帮助C/C++开发者初始化OpenGL扩展功能，并书写可移植的应用程序
• GLAD：目前较为流行的库。使用了在线服务，编程时可以告诉GLAD需要定义的OpenGL版本，并且根据这个版本加载所有相关的OpenGL函数

二、OpenGL 开发环境配置

推荐佳作：

• 一步一步带你在VS 2017中配置OpenGL - bbsmax
• OpenGL开发学习指南二 glfw+glad - zhezhelin

三、OpenGL 绘制简单窗口

流程简介：

1. 引用glfw、glew库
2. 实例化GLFW窗口
3. 创建、设置GLFWWindow窗口对象
4. 设置窗口属性（坐标、宽高）
5. 实现渲染循环
6. 结束渲染

#include<GL/glew.h>
#include<GLFW/glfw3.h>
#include<iostream>
using namespace std;

void processInput(GLFWwindow *window);

int main()
{
	//1. 实例化GLFW窗口：
	//1.1 初始化GLFW库
	glfwInit();

	//1.2 设置GLFW使用的OpenGL版本是3.3 ：主版本号(Major)和次版本号(Minor)
	glfwWindowHint(GLFW_CONTEXT_VERSION_MAJOR, 3);
	glfwWindowHint(GLFW_CONTEXT_VERSION_MINOR, 3);

	//1.3 GLFW使用的是核心模式(Core-profile)
	glfwWindowHint(GLFW_OPENGL_PROFILE, GLFW_OPENGL_CORE_PROFILE);

	//2. 创建窗口对象：
	GLFWwindow* window = glfwCreateWindow(800, 600, "SouthBegonia's Window", NULL, NULL);
	//2.1 检验是否创建成功
	if (window == NULL)
	{
		//创建失败则终止GLFW
		cout << "open window failed." << endl;
		glfwTerminate();
		return -1;
	}
	//2.2 设置当前OpenGL上下文
	//    设置参数window中的窗口所关联的OpenGL环境为当前环境，
	//    这个环境在当前线程中会一直保持为当前环境，直到另一个环境被设置为当前环境，或者窗口被删除为止
	glfwMakeContextCurrent(window);

	//3. 设置窗口属性：起始坐标x,y(左下角开始)，宽高像素
	glViewport(0, 0, 800, 600);

	//4. 实现渲染循环：
	//   若window窗口未关闭，则进行操作
	while (!glfwWindowShouldClose(window))
	{
		//4.1 设置窗口颜色/清空颜色缓存
		glClearColor(0.2f, 0.3f, 0.3f, 1.0f);
		glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);

		//4.2 自定义的输入监测
		processInput(window);

		//4.3 交换颜色缓冲函数
		//	  实现原理是双缓冲：前buffer存储当前画面信息，后buffer存储下一画面的信息
		glfwSwapBuffers(window);

		//4.4 检查有无触发事件函数
		//	  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
		glfwPollEvents();
	}

	//5. 渲染结束
	//	 释放/删除之前的分配的所有资源
	glfwTerminate();

	return 0;
}

//输入事件监测函数
void processInput(GLFWwindow *window)
{
	//按下ESC键，变更窗口显示状态
	if (glfwGetKey(window, GLFW_KEY_ESCAPE) == GLFW_PRESS)
		glfwSetWindowShouldClose(window, true);
}

四、参考

• 你好，窗口 - LearnOpenGL CN
• OpenGL自製3D遊戲引擎 - 傅老师MrFu
• OpenGL+VS2017 环境配置及函数详解 - FuXiii