现代OpenGL系列教程(零)---第一个窗口

怼烎@ 2022-05-15 13:43 235阅读 0赞

### **【写在前面】** ###

首先，要说明的是：这个系列将使用 glfw + glad 作为基本的窗口系统和 opengl 扩展，编译器则为 VS2013。

其次，本篇从获取、编译、链接 glfw + glad 库讲起，然后建立 glfw 环境，并保证它能够正确地创建 OpenGL 上下文并显示窗口，所以已经搭建好环境的可以直接跳过本篇。

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### **【正文开始】** ###

1. 配置 GLFW，从官网上下载：[https://www.glfw.org/download.html][https_www.glfw.org_download.html]，我这里建议直接下载二进制版本：

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMTEyODMyMjY_size_27_color_FFFFFF_t_70][]

解压后得到：

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMTEyODMyMjY_size_27_color_FFFFFF_t_70 1][]

接下来打开你的 VS目录下的VC文件夹，将 glfw-3.2.1.bin.WIN32\\include\\ 下的 GLFW 文件夹拷贝至 VC\\include\\ 下，然后根据你的 VS 版本选择相应的 lib-vc2013 (我的是2013)，将其中的 glfw3.lib 和 glfw3dll.lib 拷贝至 VC\\lib\\ 下，而 glfw3.dll 放到C:\\Windows\\System32\\ 下，至此，glfw 已经配置完成。

2. 配置 GLAD，glad 是运行时获取 OpenGL 函数地址的一个扩展库(类似于 glew )，首先还是从官网下载：[https://glad.dav1d.de/][https_glad.dav1d.de]，然后选择 gl 版本为 3.3 (后面可能为4.x)，模式选择为核心模式：

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMTEyODMyMjY_size_27_color_FFFFFF_t_70 2][]

点击最下方的生成按钮，得到：

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMTEyODMyMjY_size_27_color_FFFFFF_t_70 3][]

点击 glad.zip，下载压缩文件，然后解压得到：

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMTEyODMyMjY_size_27_color_FFFFFF_t_70 4][]

和 glfw 一样，将 include\\ 下的 glad 文件夹和 KHR文件夹 拷贝至 VC\\include\\ 下，将 src\\glad.c 拷贝至你的工程目录下，至此，glad 已经配置完成。

3. 新建一个项目，并链接 opengl 和 glfw 库，在属性->配置属性->链接器->输入->附加依赖项中加入 opengl32.lib 和glfw3.lib：

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMTEyODMyMjY_size_27_color_FFFFFF_t_70 5][]

4. 开始创建第一个OpenGL窗口：

#include <glad/glad.h>
    #include <GLFW/glfw3.h>
    #include <iostream>
    
    #pragma comment(linker, "/subsystem:\"windows\" /entry:\"mainCRTStartup\"")

这里直接上代码了，首先 \#include <glad/glad.h> 和 \#include <GLFW/glfw3.h>，**注意：glad.h 必须在 glfw.h 之前包含(否则会重复包含)**，\#pragma comment(linker, "/subsystem:\\"windows\\" /entry:\\"mainCRTStartup\\"") 这一行不是必要的，我只是为了关闭 Consolas 窗口。

接下来是 main 函数：

int main(int argc, char **argv)
    {
    	glfwInit();
    	glfwWindowHint(GLFW_CONTEXT_VERSION_MAJOR, 3);
    	glfwWindowHint(GLFW_CONTEXT_VERSION_MINOR, 3);
    	glfwWindowHint(GLFW_OPENGL_PROFILE, GLFW_OPENGL_CORE_PROFILE);
    
    	GLFWwindow* window = glfwCreateWindow(600, 500, "OpenGL-Start", nullptr, nullptr);
    	if (window == nullptr)
    	{
    		std::cerr << "Failed to Create GLFW Window" << std::endl;
    		glfwTerminate();
    		return -1;
    	}
    	glfwMakeContextCurrent(window);
    
    	if (!gladLoadGLLoader(GLADloadproc(glfwGetProcAddress)))
    	{
    		std::cerr << "Failed to Initliaze GLAD";
    		glfwTerminate();
    		return -1;
    	}
    
    	glfwSetWindowSizeCallback(window, [](GLFWwindow *window, int width, int height)
    	{
    		glViewport(0, 0, width, height);
    	});
    
    	glfwSetKeyCallback(window, [](GLFWwindow *window, int key, int scancode, int action, int mods)
    	{
    		if (key == GLFW_KEY_ESCAPE && action == GLFW_PRESS)
    			glfwTerminate();
    	});
    	
    	while (!glfwWindowShouldClose(window))
    	{
    		glClearColor(0.2f, 0.3f, 0.3f, 1.0f);
    		glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
    		glfwSwapBuffers(window);
    		glfwPollEvents();
    	}
    
    	glfwDestroyWindow(window);
    	glfwTerminate();
    	return 0;
    }

首先，我们在 main 函数中调用 glfwInit() 函数来初始化 glfw ，然后通过 glfwWindowHint() 函数来设置我们需要的OpenGL 版本为 3.3，以及使用核心模式( Core )。

接下来我们使用 glfwCreateWindow() 创建一个窗口指针，(噢忘了说，glfw 所有的函数都有注释，在其声明的上方可以看到)，创建完窗口我们就可以使用 glfwMakeContextCurrent() 通知 glfw 将我们窗口的上下文设置为当前线程的主上下文了。

然后我们开始载入 OpenGL 的函数地址，通过 gladLoadGLLoader() 函数，它需要传入一个函数指针，glfw 提供的函数为glfwGetProcAddress()，这里直接把它传入。

再就是设置一些回调函数，glfwSetWindowSizeCallback() 和 glfwSetKeyCallback() ，它们在窗口大小改变和有按键事件时调用相应的函数，我这里在窗口大小改变时重置 OpenGL 视口，在按下 Esc 键时结束程序。

>  *  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。

最后，销毁窗口并结束程序，看一下效果图(只是一个灰绿色的空窗口而已)：

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMTEyODMyMjY_size_27_color_FFFFFF_t_70 6][]

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### **【结语】** ###

其实 glfw + glad 还是稍微有点繁琐的，所以使用起来难免有很多不方便的地方，后面我将会进行一些简单的封装，这样就能减少很多不必要的工作，然后接下来还是要把注意力转移到 render 中，毕竟那才是真正的核心。

整个系列教程的源码在我的 Github 上可以找到，地址是：[https://github.com/mengps/OpenGL-Totural][https_github.com_mengps_OpenGL-Totural]，会不定时进行更新~~

[https_www.glfw.org_download.html]: http://www.glfw.org/download.html
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[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMTEyODMyMjY_size_27_color_FFFFFF_t_70 1]: /images/20220503/a5ecda1fc94f4f2a80f5978e8dfd3ee2.png
[https_glad.dav1d.de]: https://glad.dav1d.de/
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMTEyODMyMjY_size_27_color_FFFFFF_t_70 2]: /images/20220503/1c1e5e73b0b4457ba2b6c650834a66ed.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMTEyODMyMjY_size_27_color_FFFFFF_t_70 3]: /images/20220503/3f00e3e176734ef9a58023ca269c7449.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMTEyODMyMjY_size_27_color_FFFFFF_t_70 4]: /images/20220503/c445feff67984da88e6838b6cc4cfbb8.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMTEyODMyMjY_size_27_color_FFFFFF_t_70 5]: /images/20220503/65924c836dca46659eb1988c34ca5d2e.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMTEyODMyMjY_size_27_color_FFFFFF_t_70 6]: /images/20220503/6b5fbbe15bff44f39b54e240dec9c8fd.png
[https_github.com_mengps_OpenGL-Totural]: https://github.com/mengps/OpenGL-Totural