从0开始的OpenGL学习(一)-创建OpenGL窗口

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本文主要解决两个问题:

1、OpenGL到底是什么鬼?
2、如何创建一个使用OpenGL的窗口?

1、OpenGL到底是什么鬼?

笔者也算是一个入门的C++程序员了,一下决心要学习OpenGL之后就直接上谷歌搜了OpenGL的官网(当然这是要翻越万里长城的),想下一个API就上手。然而在官网上溜了一大圈,楞是没找到一个下载API的地方,倒是在各种显卡厂商的官网上都转了一圈,灰头土脸。

在网上找了很多资料之后,终于明白了一点,这也是非常重要的一点,就是:OpenGL并不是一个API(API这个应该懂吧,搞编程的人都知道。什么?你说你不是搞编程的?那你看这篇文章,还不速速出门右转。)库,而是一组规范,这组规范是由Khronos Group来维护的。(别问我Khronos Group是什么鬼,对于只能写入门文字的笔者来说,这也是第一次看到。)

这组规范定义了一组函数,这组函数传入的是什么参数,传出的是什么结果。由于只是这样的一组规范,所以只要合乎规范,谁都能以不同的方式实现函数。这也就是在官网上找不到API库的原因了,通常这些API是由显卡厂商实现的。顺便说一句,如果装了VS,VS里自带有OpenGL的库(至少笔者的VS2013里有)。

状态机

OpenGL本身就是一个大状态机:有很多变量可以设置以便我们控制其操作。OpenGL的状态通常被称为上下文(context)。我们在操作OpenGL的时候就是通过改变其状态来改变其运行的上下文,这样OpenGL就能给我们想要的结果了。

2、如何创建一个使用OpenGL的窗口?

2.1 所需工具

GLFW库+VS2013+GLAD源码

扯扯这些东西都是干啥用的。

GLFW是一个开源的跨平台窗口库,它封装了与操作系统相关的创建窗口的过程,让我们的窗口创建只需要调用少量的函数就能实现。(妈妈再也不用担心我不会创建窗口了)

VS2013,额,凑个字数,你懂的

GLAD源码是用来封装调用OpenGL库中的函数的,让我们调用OpenGL函数的时候只需要用熟悉的函数调用方式,不需要创建一个函数指针,然后加载dll中的函数地址,然后再调用。说的有点抽象啊,举个例子就知道了。原本我们的代码要是这个样子:

typedef void (*GL_GENBUFFERS)(GLsizei, GLuint*);
GL_GENBUFFERS glGenBuffers = (GL_GENBUFFERS)wglGetProcAddress("glGenBuffers");
glGenBuffers(1, &buffer);   //这里才是调用函数的位置,上面只是获取函数地址

有了GLAD源码之后,我们就只需要这样子就行了:

glGenBuffers(1,&buffer);    //省去了获取函数地址的操作

2.2 环境打造:

第一步:下载GLFW

官网地址是:http://www.glfw.org/download.html(你需要翻墙才能访问)
选择下载源文件,

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文件包名为glfw-3.2.1.zip

第二步:下载CMake,编译glfw的源码

GLFW的源码是需要通过CMake来编译的,所以我们要下载一个CMake来使用。放心,CMake的使用非常方便。

官网地址是:https://cmake.org/download/(也需要翻墙才能访问),下载最新版本3.9.3,windows 32位版本,

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安装完成后,打开CMake,对其进行如下设置

CMake的编译设置

将源文件的目录和要生成的编译工程文件的目录设置好,设置成相同的目录就可以了。我们将其设置成解压后的根目录。

点击左下角的Configure按钮,在弹出的窗口的选择编译器中选择“Visual Studio 12 2013”,如下图

编译器设置

点击“Finish”,在等待一段时间之后,出现如下界面


设置好编译器之后

什么都不用管,直接点击左下角的Generate按钮,非常快速的进度条之后,打开解压GLFW的目录,就能看到VS2013版本的GLFW工程了


生成好工程的状态

有些读者在编译的时候可能会出问题,笔者也不知道什么原因,在这里直接提供编译好的供大家使用。

第三步:下载GLAD

官网地址:http://glad.dav1d.de/(继续翻),选择好需要的版本和模式

选择好要下载的版本

点击页面最下方右下角的GENERATE按钮,在随后弹出的页面中,点击glad.zip进行下载


下载zip
第四步:组装开发库目录

新建一个文件夹,取名为OpenGL,将GLFW目录中的include目录复制到OpenGL目录中去

在OpenGL文件夹下新建一个文件夹,取名为lib,将编译好的GLFW库复制到lib文件夹下,GLFW库的位置是:glfw-3.2.1\src,将里面的Debug和Release两个目录复制,拷贝到lib文件夹下。

复制glad解压文件夹中,include目录下的两个文件夹glad和KHR复制,拷贝到OpenGL目录下,include文件夹中

完成之后,我们的OpenGL文件夹下是这样子


OpenGL目录

include文件夹下是这样


include目录

lib文件夹下是这样


lib目录
第五步:创建项目,设置路径

用VS2013创建一个HelloWindow空项目工程,将glad文件夹下的glad.c文件拷贝到工程中,并将glad.c文件添加到项目中
打开项目的属性,选择VC++目录标签,设置包含目录和库目录到我们之前设置的路径下,如图


工程目录设置

注意debug是这样设置,Release的话将库目录指定到Release目录就可以了

Release目录设置

点击链接器,选择输入标签,在附加依赖项中加入opengl32.lib;glfw3.lib;两项,Debug和Release模式下名字是一样的

确定,这样我们的项目设置就完成了。

第六步:创建窗口

添加cpp文件,取名为main.cpp,在main函数中加入如下代码

主函数代码

其中framebuffer_size_callback和processInput是两个处理消息的函数

framebuffer_size_callback用于当窗口大小改变时,改变OpenGL视口的区域大小

processInput函数处理输入事件

两个函数的实现如下:


子函数代码

编译项目,运行就成功了

运行效果图

好了,到此为止,我们已经成功创建了一个使用OpenGL的窗口,万里长征终于走出了第一步。歇口气,休息一会再学下一章!

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参考资料:

learnopengl.com(这是一个非常不错的网站,笔者就是在这个网站上学的,这一系列的文章大部分是参考这里的内容,强烈推荐想学的小伙伴去这里学)

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