配置 OpenGL(Win10 + VS2019 + GLAD + GLFW) 并創建自己的第一個 OpenGL 專案-有解無憂

在畫出出色的效果之前，首先要做的就是創建一個 OpenGL 背景關系和一個用于顯式的視窗，
一些函式庫已經提供了這樣的功能，可以提供給開發者一個視窗和背景關系來渲染，
比較流行的有 GLUT, SDL, SFML, GLFW, 此處我們使用 GLFW.

OpenGL 相關庫

OpenGL 相關庫簡介

GLEW 是對底層 OpenGL 的介面的封裝，可以讓開發者的代碼跨平臺
GLAD 與 GLEW 作用基本相同，可以看作是它的升級版本
Freeglut 主要用于創建 OpenGL 背景關系、接受一些滑鼠鍵盤事件等等
GLFW 作用與 Freeglut 基本相同，可以看作是它的升級版

GLAD 通常和 GLFW 配合使用; GLEW 通常和 Freeglut 配合使用，

GLFW

簡介
GLFW 是一個專門針對 OpenGL 的 C 語言庫，它提供了一些渲染物體所需要的最低限度的介面，它允許用戶創建 OpenGL 背景關系，定義視窗引數以及處理用戶輸入，
官網下載
GLFW 需要從 GLFW 官網進行下載，

可以下載源檔案然后配合 CMake 工具生成對應的二進制版本和頭檔案，具體的做法可參見鏈接：LearnOpenGL CN，
也可以直接下載了官網編譯好的二進制版本，建議下載 32 位版本，
百度云下載
https://pan.baidu.com/s/1CCtc0sy1WpkScIkP3GZD8A 提取碼 9hjy

GLAD

由于 OpenGL 驅動版本眾多，它大多數函式的位置都無法在編譯時確定下來，需要在運行時查詢，所以任務就落在了開發者身上，開發者需要在運行時獲取函式地址并將其保存在一個函式指標中供以后使用，然而這個程序既復雜有繁瑣，而 GLAD 庫可以簡化此程序，

官網下載
打開 GLAD 的在線服務，選擇如下配置后進行生成，選擇壓縮檔案 glad.zip 下載即可，
- 將語言(Language)設定為 C/C++；
- 將OpenGL API 版本(API gl)設定為最新的版本(向下兼容)；
- 將模式(Profile)設定為 Core;
- 勾選生成加載器(Generate a loader)選項，
百度云下載
https://pan.baidu.com/s/1LlBCLbRNDSUNUKz4kzw_ow 提取碼 54xk

配置 GLAD & GLAF

將得到的壓縮包進行解壓，
為了方便可以將使用需要的檔案放在指定的目錄中，此處我選擇將其放在檔案夾 C:\Program Files\OpenGL 中，

將解壓后的 GLFW 檔案夾中的 include 和 lib-vc2019 (如果是其它版本的 VS 記得改為其它版本)復制到檔案夾 C:\Program Files\OpenGL 中；
將解壓后的 GLAD 檔案夾中的 include 檔案夾中的 glad 和 KHR 檔案夾復制到檔案夾 C:\Program Files\OpenGL\include 中；
將解壓后的 GLAD 檔案夾中的 src 檔案夾復制到檔案夾 C:\Program Files\OpenGL 中；

移動后的檔案結構如下：

OpenGL	include	glad
		GLFW
		KHR
	vc2019	...
	src	glad.c

創建工程及配置

打開 VS2019 新建一個空白工程；
右鍵解決方案名稱選擇屬性；
點擊VC++專案中的包含目錄，添加 OpenGL 的 include 目錄，此處為 C:\Program Files\OpenGL\include ；
點擊VC++專案中的庫檔案，添加 OpenGL 的工程庫目錄，此處為 C:\Program Files\OpenGL\lib-vc2019 ；
點擊聯結器中的輸入中的附加依賴項，添加庫檔案 glfw.lib ；
在新專案中添加 C:\Program Files\OpenGL\src 檔案夾下的源檔案 glad.c(每次新建工程都要添加)；

新建視窗

新建一個源檔案，要包含以下頭檔案

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

創建 main 函式，實體化 GLFW 視窗

int main() {
    // 初始化 GLFW
    glfwInit();
    // 配置 GLFW
    // 第一個引數是 enum 型別表示選項名稱
    // 第二個引數是 int 型別用于設定第一個引數的值
    glfwWindowHint(GLFW_CONTEXT_VERSION_MAJOR, 3);                  // 設定主版本號
    glfwWindowHint(GLFW_CONTEXT_VERSION_MINOR, 3);                  // 設定次版本號
    glfwWindowHint(GLFW_OPENGL_PROFILE, GLFW_OPENGL_CORE_PROFILE);  // 使用核心模式
    // 僅 Mac OS X 系統需要下面的陳述句
    //glfwWindowHint(GLFW_OPENGL_FORWARD_COMPAT, GL_TRUE);

    return 0;
}

創建一個視窗物件

// glfwCreateWindow 函式用于創建視窗物件 glfwCreateWindow
// 第一、二、三個引數分別是視窗的寬度、高度、視窗的標題
// 后兩個引數暫時先忽略
// 回傳一個 GLFWwindow 物件的指標
GLFWwindow* window = glfwCreateWindow(800, 600, "LearnOpenGL", NULL, NULL);
if (window == NULL) {
    std::cout << "Failed to create GLFW window" << std::endl;
    glfwTerminate();
    return -1;
}

// 視窗創建成功之后通知 GLFW 將視窗的背景關系設定為當前執行緒的主背景關系 
glfwMakeContextCurrent(window);

加載系統儲相關的 OpenGL 函式指標地址
GLAD 是用來管理 OpenGL 的函式指標的，所以任何呼叫 OpenGL 的函式之前都要初始化 GLAD，

// gladLoadGLLoader: GLAD 裝載 GL 裝載機
// glfwGetProcAddress: GLFW 根據編譯的系統定義正確的函式
if (!gladLoadGLLoader((GLADloadproc)glfwGetProcAddress)) {
    std::cout << "Failed to initialize GLAD" << std::endl;
    return -1;
}

視口
在開始渲染之前必須要告訴 OpenGL 渲染矩形區域的尺寸大小，即視口(Viewport)，
視口的大小可以和視窗相同，也可以大于或者小于視窗的大小，
只有繪制在視口區域的圖形才能顯式，

// glViewport: 設定視口的錨點和大小
// 第一、二個引數控制視口左下角的位置，視窗左下角為(0, 0)
// 第三、四個引數控制視口的大小（單位：像素）
glViewport(0, 0, 800, 600);

當用戶改變視窗的大小時，視口也應該被調整，
可以對視窗注冊一個回呼函式，它會在每次視窗大小被調整時被呼叫，

// 回呼函式第一個引數是視窗物件指標
// 回呼函式的后兩個引數是視窗被改變之后的寬度和高度
void framebuffer_size_callback(GLFWwindow* window, int width, int height) {
    glViewport(0, 0, width, height);
}

另外，還需要注冊這個回呼函式，告訴 GLFW 開發者希望每當視窗調整大小的時候呼叫這個函式，

glfwSetFramebufferSizeCallback(window, framebuffer_size_callback);

渲染回圈
在程式中添加一個 while 回圈用于在 GLFW 推出之前不斷的繪制影像并接受用戶的輸入，
```
while(!glfwWindowShouldClose(window)) { 
    glfwSwapBuffers(window);
    glfwPollEvents();    
}
```
- glfwWindowShouldClose 函式在每次回圈開始時檢查一次 GLFW 是否被要求退出，
- glfwPollEvents 函式檢測是否觸發了什么事件、更新視窗狀態，并呼叫對應的回呼函式，
- glfwSwapBuffers 函式會交換顏色快取，它在這一迭代中被用來繪制，并且作為輸出顯示在螢屏上，
雙緩沖(Double buffer)
應用程式使用單緩沖繪圖時會可出現影像閃爍的問題，這是因為生成的影像不是一下子被繪制出來的，而是一步步生成的，這導致渲染的結果不真實，
為了避免這一問題，我們采用雙緩沖渲視窗應用程式，其中，前緩沖中保存著最終輸出的影像；后換沖用于繪制所有的渲染指令，當所有的渲染指令完成之后，交換前后緩沖，影像就會立即顯示出來，

正確釋放/洗掉之前的分配的所有資源

// 正確釋放/洗掉之前的分配的所有資源
glfwTerminate();

輸入

以獲取一個按鍵輸入為例：當按下 Escape 按鍵時關閉視窗，

// 創建一個 processInput 來處理輸入
void processInput(GLFWwindow *window) {
    // glfwGetKey 用于檢查按鍵 Escape 是否被按下（如果按下了回傳 GLDFW_RELEASE）
    // glfwSetWindowShouldClose 用于 Escape 按下時將 WindowShouldClose 屬性設定為 true
    if(glfwGetKey(window, GLFW_KEY_ESCAPE) == GLFW_PRESS)
        glfwSetWindowShouldClose(window, true);         // 下一次回圈就會關閉 GLFW
}

// 在回圈渲染的每次迭代中呼叫 processInput
while (!glfwWindowShouldClose(window)) {
    processInput(window);

    glfwSwapBuffers(window);
    glfwPollEvents();
}

渲染

我們要把所有的渲染(Rendering)操作放到渲染回圈中，從而保證渲染指令在每次渲染回圈迭代的時候都能被執行，

// 渲染回圈
while(!glfwWindowShouldClose(window)) {
    // 輸入
    processInput(window);

    // 渲染指令
    ...

    // 檢查并呼叫事件，交換緩沖
    glfwPollEvents();
    glfwSwapBuffers(window);
}

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標籤：C++

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