OpenGL 围炉夜话-阿里云开发者社区

cmake_minimum_required(VERSION 3.0.0)
project(ch1 VERSION 0.1.0 LANGUAGES C CXX)

add_executable(ch1 main.cpp)

target_include_directories(ch1 PRIVATE "D:/work/learnOpenGl/glfw-3.3.8.bin.WIN64/include")
target_link_directories(ch1 PRIVATE "D:/work/learnOpenGl/glfw-3.3.8.bin.WIN64/lib-vc2019")
target_link_libraries(ch1 glfw3 opengl32)

代码：main.cpp

#include <GLFW/glfw3.h>
#include <gl/GL.h>
#include <iostream>

// #pragma comment(lib, "opengl32.lib")
// #pragma comment(lib, "glfw3.lib")

void error_callback(int code, const char *description);

void display() {
  glLineWidth(2.0f);
  // glColor4ub(255, 255, 255, 255);
  glColor3f(1.f, 0.f, 0.f);

  glBegin(GL_LINES);
  glVertex3f(0.0f, 0.0f, 1.0f);
  glVertex3f(-5.0f, 3.0f, -0.5f);
  glEnd();
}

int main(int argc, char **argv) {
  GLFWwindow *window;

  /* Handle GLFW Error */
  glfwSetErrorCallback(error_callback);

  /* Initialize the library */
  if (!glfwInit())
    return -1;

  /* Create a windowed mode window and its OpenGL context */
  window = glfwCreateWindow(640, 480, "Hello World", NULL, NULL);
  if (!window) {
    glfwTerminate();
    return -1;
  }

  /* Make the window's context current */
  glfwMakeContextCurrent(window);
  // glfwSwapInterval(1);

  /* Loop until the user closes the window */
  while (!glfwWindowShouldClose(window)) {
    /* Render here */
    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);

    display();

    /* Swap front and back buffers */
    glfwSwapBuffers(window);

    /* Poll for and process events */
    glfwPollEvents();
  }

  glfwTerminate();
  return 0;
}

void error_callback(int code, const char *description) {
  std::cout << code << ":" << description << std::endl;
}

运行结果：

基于GLFW和GL3W库的OPEN GL环境配置

GL3W

gl3w是获得OpenGL核心配置文件规范提供的功能的最简单方法。

它的主要部分是一个简单的gl3w_gen.py Python脚本，该脚本下载Khronos支持的glcorearb.h标头，并从中生成gl3w.h和

gl3w.c。然后可以将这些文件添加并链接（静态或动态）到您的项目中。

Note that GL/gl3w.h must be included before any other OpenGL related headers

#include <Windows.h>

#include <GL/gl3w.h>

#include <GL/GL.h>
#include <GLFW/glfw3.h>

API Reference

The gl3w API consists of just three functions:

int gl3wInit(void)

Initializes the library. Should be called once after an OpenGL context has been created. Returns 0 when gl3w was initialized successfully, non-zero if there was an error.

  glfwMakeContextCurrent(window);
  gl3wInit();

int gl3wIsSupported(int major, int minor)

Returns 1 when OpenGL core profile version major.minor is available and 0 otherwise.

GL3WglProc gl3wGetProcAddress(const char *proc)

Returns the address of an OpenGL extension function. Generally, you won’t need to use it since gl3w loads all functions defined in the OpenGL core profile on initialization. It allows you to load OpenGL extensions outside of the core profile.

示例

CMakeLists.txt

cmake_minimum_required(VERSION 3.0.0)
project(ch4 VERSION 0.1.0 LANGUAGES C CXX)

include_directories("D:/work/learnOpenGl/gl3w-master/include")
set(gl3w_src D:/work/learnOpenGl/gl3w-master/src/gl3w.c)
# include_directories("D:/work/learnOpenGl/gl3w-master/build/include")
# set(gl3w_src D:/work/learnOpenGl/gl3w-master/build/src/gl3w.c)

add_executable(ch4 main.cpp ${gl3w_src})

include_directories("D:/work/learnOpenGl/glfw-3.3.8.bin.WIN64/include")
target_link_directories(ch4 PRIVATE "D:/work/learnOpenGl/glfw-3.3.8.bin.WIN64/lib-vc2019")
target_link_libraries(ch4 glfw3 opengl32)

代码：main.cpp

#include <Windows.h>

#include <GL/gl3w.h>

#include <GL/GL.h>
#include <GLFW/glfw3.h>

#include <iostream>

// #pragma comment(lib, "opengl32.lib")
// #pragma comment(lib, "glu32.lib")

float vertices[] = {-0.5f, -0.5f, 0.0f, 0.5f, -0.5f, 0.0f, 0.0f, 0.5f, 0.0f};
const char *vertexShaderSource =
    "#version 330 core\n"
    "layout (location = 0) in vec3 aPos;\n"
    "void main()\n"
    "{\n"
    " gl_Position = vec4(aPos.x, aPos.y, aPos.z, 1.0);\n"
    "}\0";

const char *fragmentShaderSource =
    "#version 330 core\n"
    "out vec4 FragColor;\n"
    "void main()\n"
    "{\n"
    " FragColor = vec4(1.0f, 0.5f, 0.2f, 1.0f);\n"
    "}\n\0";

static void error_callback(int error, const char *description) {
  fputs(description, stderr);
}

void framebuffer_size_callback(GLFWwindow *window, int width, int height);

int main() {
  glfwSetErrorCallback(error_callback);

  if (!glfwInit()) {
    std::cout << "glfwInit error" << std::endl;
    exit(EXIT_FAILURE);
  }
  // glfwWindowHint(GLFW_CONTEXT_VERSION_MAJOR, 3);
  // glfwWindowHint(GLFW_CONTEXT_VERSION_MINOR, 3);
  // glfwWindowHint(GLFW_OPENGL_PROFILE, GLFW_OPENGL_CORE_PROFILE);

  GLFWwindow *window = glfwCreateWindow(800, 600, "LearnOpenGL", NULL, NULL);
  if (window == NULL) {
    std::cout << "Failed to create GLFW window" << std::endl;
    glfwTerminate();
    return -1;
  }
  
  glfwMakeContextCurrent(window);
  gl3wInit();
  
  glfwSwapInterval(1);
  glfwSetFramebufferSizeCallback(window, framebuffer_size_callback);

  std::cout << "[Debug] " << __LINE__ << std::endl;

  unsigned int vertexShader = glCreateShader(GL_VERTEX_SHADER);
  glShaderSource(vertexShader, 1, &vertexShaderSource, NULL);
  glCompileShader(vertexShader);

  int success;
  char infoLog[512];
  glGetShaderiv(vertexShader, GL_COMPILE_STATUS, &success);
  if (!success) {
    glGetShaderInfoLog(vertexShader, 512, NULL, infoLog);
    std::cout << "ERROR::SHADER::VERTEX::COMPILATION_FAILED\n"
              << infoLog << std::endl;
  }

  std::cout << "[Debug] " << __LINE__ << std::endl;

  unsigned int fragmentShader = glCreateShader(GL_FRAGMENT_SHADER);
  glShaderSource(fragmentShader, 1, &fragmentShaderSource, NULL);
  glCompileShader(fragmentShader);
  glGetShaderiv(fragmentShader, GL_COMPILE_STATUS, &success);
  if (!success) {
    glGetShaderInfoLog(fragmentShader, 512, NULL, infoLog);
    std::cout << "ERROR::SHADER::FRAGMENT::COMPILATION_FAILED\n"
              << infoLog << std::endl;
  }

  std::cout << "[Debug] " << __LINE__ << std::endl;

  unsigned int shaderProgram = glCreateProgram();
  glAttachShader(shaderProgram, vertexShader);
  glAttachShader(shaderProgram, fragmentShader);
  glLinkProgram(shaderProgram);
  glGetProgramiv(shaderProgram, GL_LINK_STATUS, &success);
  if (!success) {
    glGetProgramInfoLog(shaderProgram, 512, NULL, infoLog);
    std::cout << "ERROR::SHADER::PROGRAM::LINKING_FAILED\n"
              << infoLog << std::endl;
  }

  glDeleteShader(vertexShader);
  glDeleteShader(fragmentShader);

  std::cout << "[Debug] " << __LINE__ << std::endl;

  unsigned int VBO, VAO;
  glGenVertexArrays(1, &VAO);
  glGenBuffers(1, &VBO);
  glBindVertexArray(VAO);
  glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, VBO);
  glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(vertices), vertices, GL_STATIC_DRAW);

  glVertexAttribPointer(0, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 3 * sizeof(float), (void *)0);

  glEnableVertexAttribArray(0);
  glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, 0);
  glBindVertexArray(0);

  glUseProgram(shaderProgram);

  std::cout << "[Debug] " << __LINE__ << std::endl;

  while (!glfwWindowShouldClose(window)) {

    glClearColor(0.2f, 0.3f, 0.3f, 1.0f); // 状态设置
    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);         // 状态使用

    // 需要注意的是前面我们已经解绑了VAO，所以现在是无法解析数据的，所以我们需要重新绑定，
    // 至于数据我们已经存到缓冲区了
    glBindVertexArray(VAO);
    // 从数据数组中indexwei0处开始读取，每三个做一个三角形的顶点。第三个参数是说一共绘制三个顶点数据(每个顶点由vertices数组中的3个元素组成)
    glDrawArrays(GL_TRIANGLES, 0, 3);

    glfwSwapBuffers(window);
    glfwPollEvents();
  }

  // glfw: 回收前面分配的GLFW先关资源.
  // 一定要注意，只有关闭窗体之后才会跳出while循环走到这一步！！！
  glfwDestroyWindow(window);
  glfwTerminate();

  // 在while循环退出后释放内存：
  glDeleteVertexArrays(1, &VAO);
  glDeleteBuffers(1, &VBO);
  glDeleteProgram(shaderProgram);

  return 0;
}

// 当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
void framebuffer_size_callback(GLFWwindow *window, int width, int height) {
  // 设置窗口维度
  // glViewport(前两参数为窗口左下角位置，3.宽度，4.高度)
  glViewport(0, 0, width, height);
}

运行结果：

GLEW

GLEW 是一个跨平台的 C++ 扩展库，基于 OpenGL 图形接口。使用 OpenGL 的朋友都知道，window 目前只支持 OpenGL1.1 的涵数，但 OpenGL 现在都发展到 2.0 以上了，要使用这些 OpenGL 的高级特性，就必须下载最新的扩展，另外，不同的显卡公司，也会发布一些只有自家显卡才支持的扩展函数，你要想用这数涵数，不得不去寻找最新的 glext.h, 有了 GLEW 扩展库，你就再也不用为找不到函数的接口而烦恼，因为 GLEW 能自动识别你的平台所支持的全部 OpenGL 高级扩展涵数。也就是说，只要包含一个 glew.h 头文件，你就能使用 gl,glu,glext,wgl,glx 的全部函数。GLEW 支持目前流行的各种操作系统（including Windows, Linux, Mac OS X, FreeBSD, Irix, and Solaris）。

openGl新手入门学习笔记（二）下载glew，配置glew的环境与glew的初始化

GlEW 的配置与使用

根据官方文档我们可以知道Initializing GLEW的步骤：

First you need to create a valid OpenGL rendering context and call glewInit() to initialize the extension entry points. If glewInit() returns GLEW_OK, the initialization succeeded and you can use the available extensions as well as core OpenGL functionality.

即在调用 glewInit() 来初始化前必须先创造一个OpenGL的渲染上下文。使用 glfwMakeContextCurrent(window) 函数创建了渲染上下文，再调用 glewInit() 即可初始化成功。

示例

CMakeLists.txt

cmake_minimum_required(VERSION 3.0.0)
project(ch3 VERSION 0.1.0 LANGUAGES C CXX)

add_executable(ch3 main.cpp)

target_include_directories(ch3 PRIVATE "D:/work/learnOpenGl/glfw-3.3.8.bin.WIN64/include")
target_link_directories(ch3 PRIVATE "D:/work/learnOpenGl/glfw-3.3.8.bin.WIN64/lib-vc2019")
target_link_libraries(ch3 glfw3 opengl32)

target_include_directories(ch3 PRIVATE "D:/work/learnOpenGl/glew-2.2.0/include")
target_link_directories(ch3 PRIVATE "D:/work/learnOpenGl/glew-2.2.0/lib/Release/x64")
target_link_libraries(ch3 glew32)

代码：main.cpp

与 GL3W 的差异如下：

GLM

OpenGL Mathematics (GLM) is a C++ mathematics library for 3D software based on the OpenGL Shading Language (GLSL) specification.

对于实现矩阵变化的C++库，可以使用GLM（OpenGL Mathematics）库。GLM是一个只包含头文件的库，专为需要数学运算的图形软件设计，它基于OpenGL Shading Language (GLSL) 规范，并提供了类似GLSL的接口。

GLM提供的功能包括基本向量操作，矩阵变换（如平移、缩放、旋转）、投影变换等。GLM非常适合用于OpenGL的计算，因为它的设计目标就是与GLSL和OpenGL的数据类型匹配。

GLM（OpenGL Mathematics）库

其它库

Equalizer GLEW GLUS GLM

SOIL2

SOIL2 Github

OpenGL学习预备篇——使用premake配置SOIL2库

SOIL是简易OpenGL图像库(Simple OpenGL Image Library)的缩写，它支持大多数流行的图像格式，使用起来也很简单。当前的最新版本是SOIL2。

GLSL

GLSL（OpenGL Shading Language）全称 OpenGL 着色语言，是用来在 OpenGL 中着色编程的语言，也即开发人员写的短小的自定义程序，他们是在图形卡的 GPU上执行的，代替了固定的渲染管线的一部分，使渲染管线中不同层次具有可编程性。 GLSL 其使用 C 语言作为基础高阶着色语言，避免了使用汇编语言或硬件规格语言的复杂性。

GLSL API

GLSL 参考手册 4.60

GLSL 布局限定符

openGL之API学习layout作用详解

// 基本语法为：
layout(qualifier1, qualifier2 = value, ...) variable definition
// 顶点着色器的属性索引
layout(location = attribute index) in vec3 position;

OpenGL学习（十）-- 着色语言 GLSL 语法介绍

作者吃代码的兔子窝的《初探 GLSL 着色器（一）》

作者吃代码的兔子窝的《初探 GLSL 着色器（二）》

作者jeffasd的《glsl语言基础》

GLSL 中文手册 Github

3D 建模工具

3D建模工具有很多种，以下是一些常用的：

3ds Max ：这是一款广泛使用的3D建模软件，它速度快，功能全面，常用于建筑、动画、视频游戏等领域。
Maya ：Maya功能完善，工作灵活，易学易用，制作效率极高，渲染真实感极强，被广泛应用于电影级别的CG制作。
ZBrush ：ZBrush是一款独立的三维雕塑和建模应用，以其强大的数字雕刻功能而闻名，常用于游戏影视行业的UV贴图和绘制纹理。
Substance Painter ：随着PBR（Physically Based Rendering，基于物理的渲染）工作流的应用，Substance Painter已经成为行业标准贴图处理软件。
Blender ：Blender是一个开源的跨平台3D创作套件，它的功能包括建模、动画、视觉特效等，适用于各种类型的3D艺术项目。
Marvelous Designer ：MD主要用于制作逼真的衣物和道具，特别适合写实风格的3D设计。
Rizom UV ：Rizom UV是一款展UV的神器，其内建的快速测试查看功能非常方便。
Photoshop ：虽然Photoshop主要用作图像编辑，但它也可以进行一些基本的贴图修改。

选择哪种3D建模工具取决于你的具体需求，比如你要制作的类型、预算和时间限制等因素1。

blender

OpenGL 围炉夜话

一、OpenGL

参考资料

坐标系统

参考教程

教程 1

教程 2

相关库

GLFW

示例

GL3W

API Reference

示例

GLEW

示例

GLM

其它库

SOIL2

GLSL

3D 建模工具

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