OpenGL入门001——使用glad和glfw创建一个窗口

glfw

概述： 用于OpenGL开发中创建窗口、上下文和处理输入等操作。提供跨平台支持，简化了底层的操作系统调用

作用：

• 窗口和上下文管理：
  • 创建窗口：GLFW提供API创建OpenGL窗口，并设置窗口大小、标题、位置等，窗口是渲染图像的主要界面
  • OpenGL上下文：每个窗口都有独立的OpenGL上下文，用于管理OpenGL的状态和资源。GLFW自动为窗口创建上下文，简化开发流程
  • 双缓冲：GFLW支持双缓冲，用于减少图形闪烁问题，在双缓冲模式下，渲染的图像会在后台缓冲区绘制，完成后交换到前台缓冲区，实现平滑显示
• 输入处理：
  • 键盘输入：GLFW提供API监听键盘事件，包括按键按下、释放等，开发者可以查询某个按键的状态，或使用回调函数处理键盘输入
  • 鼠标输入：GLFW还提供鼠标位置、滚轮和按键事件的处理。
  • 手柄/控制器支持：GLFW支持游戏手柄，适用于需要控制器输入的应用
• 事件管理：
  • 窗口事件：GLFW可以监听窗口的事件，包括窗口大小改变、窗口关闭等事件。开发者可以注册相应的回调函数，方便实现窗口重绘或调整界面元素
  • 刷新帧：GLFW提供了帧刷新功能，让开发者在双缓冲模式下完成每帧的渲染后，将图像从后台缓冲区切换到前台

glad

概述： 是一个用于管理OpenGL函数指针的库，由于OpenGL是一个跨平台的图形API，不同平台上的OpenGL实现可能会有所不同，因此需要一个工具来加载和管理这些函数指针。

作用：

• 加载OpenGL函数指针：OpenGL函数在运行时由驱动程序提供，GLAD负责加载这些函数指针，使得程序可以调用OpenGL函数
• 跨平台支持：glad支持多种平台和opengl版本，简化了跨平台开发的复杂性

创建窗口进行渲染的基本流程

简介

怎么在vscode上使用cmake构建项目，具体可以看这篇Windows上如何使用CMake构建项目 - 凌云行者的博客

目的： 利用glfw和glad进行窗口的创建，然后循环渲染。

环境：

• 编译工具链：使用msys2安装的mingw-gcc
• 依赖项：glfw3:x64-mingw-static，glad:x64-mingw-static（通过vcpkg安装）

main.cpp

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

using std::cout;
using std::endl;

// 屏幕宽度
const unsigned int SCR_WIDTH = 800;
// 屏幕高度
const unsigned int SCR_HEIGHT = 600;

// 窗口大小改变的回调函数
void framebuffer_size_callback(GLFWwindow* window, int width, int height) {
    // 确保视口与新窗口尺寸匹配，注意在视网膜显示器上，宽度和高度会显著大于指定值
    glViewport(0, 0, width, height);
}

// 处理输入
void process_input(GLFWwindow* window) {
    // 按下ESC键时进入if块
    if (glfwGetKey(window, GLFW_KEY_ESCAPE) == GLFW_PRESS)
        // 关闭窗口
        glfwSetWindowShouldClose(window, true);
}

int main() {
    // 初始化glfw
    glfwInit();
    // 设置opengl版本
    glfwWindowHint(GLFW_CONTEXT_VERSION_MAJOR, 3);
    glfwWindowHint(GLFW_CONTEXT_VERSION_MINOR, 3);
    // 使用核心模式：确保不使用任何被弃用的功能
    glfwWindowHint(GLFW_OPENGL_PROFILE, GLFW_OPENGL_CORE_PROFILE);
	
    // 创建glfw窗口
    GLFWwindow* window = glfwCreateWindow(SCR_WIDTH, SCR_HEIGHT, "I am window title", NULL, NULL);
    if (window == NULL) {
        cout << "Failed to create glfw window" << endl;
        // 终止GLFW
        glfwTerminate();
        return -1;
    }
    // 设置当前窗口的上下文
    glfwMakeContextCurrent(window);
    // 设置窗口大小改变的回调函数
    glfwSetFramebufferSizeCallback(window, framebuffer_size_callback);
    
    // 加载opengl函数指针
    if (!gladLoadGLLoader((GLADloadproc)glfwGetProcAddress)) {
        cout << "Failed to initialize GLAD" << endl;
        return -1;
    }
    
    // 循环渲染
    while (!glfwWindowShouldClose(window)) { // 检查是否应该关闭窗口
        // 处理输入
        process_input(window);
        
        // 清空屏幕所用的颜色
        glClearColor(0.0f, 1.0f, 0.0f, 1.0f);
        // 清空颜色缓冲，主要目的是为每一帧的渲染准备一个干净的画布
        glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
        
        // 交换缓冲区
        glfwSwapBuffers(window);
        // 处理所有待处理事件，去poll所有事件，看看哪个没处理的
        glfwPollEvents();
    }
    
    // 终止GLFW，清理GLFW分配的资源
    glfwTerminate();
    return 0;
}

CMakeLists.txt

# 设置CMake的最低版本要求
cmake_minimum_required(VERSION 3.10)
# 设置项目名称
project(HelloWorld)

# vcpkg集成, 这里要换成你自己的vcpkg工具链文件和共享库路径
set(VCPKG_ROOT D:/software6/vcpkg/)
set(CMAKE_TOOLCHAIN_FILE ${VCPKG_ROOT}/scripts/buildsystems/vcpkg.cmake)
set(CMAKE_PREFIX_PATH ${VCPKG_ROOT}/installed/x64-mingw-static/share)

# 查找所需的包
find_package(glad CONFIG REQUIRED)
find_package(glfw3 CONFIG REQUIRED)

# 添加可执行文件
add_executable(HelloWorld main.cpp)

# 链接所需的库
target_link_libraries(HelloWorld PRIVATE glad::glad glfw)

最终效果