OpenGL 编程指南（第八版）学习笔记1——OpenGL概述

Posted 2022-10-22 雨尘无痕

参考链接： https://blog.csdn.net/wlk1229/article/details/79394115

一、OpenGL概述：

OpenGL是一种应用程序编程接口。它是一种可以对图形硬件设备特性进行访问的软件库，OpenGL相当于一套操作显卡的API接口，显卡厂商（NVidia，ATI等）会对提供OpenGL的驱动

一个用来渲染图像的OpenGL程序需要执行的主要操作如下所示：

1.     从OpenGL的几何图元中设置数据，用于构建形状

2.     使用不同的着色器对输入的图元数据执行计算操作，判断它们的位置、颜色，以及其他渲染属性。

3.     将输入图元的数学描述转换为与屏幕位置对应的像素片元。这一步称为光栅化

4.     最后，针对光栅化过程产生的每个片元，执行片元着色器，从而决定这个片元的最终颜色和位置。

5.     如果有必要，还需要对每个片元执行一些额外的操作，例如判断片元对应的对象是否可见，或者将片元的颜色与

    当前屏幕位置的颜色进行融合

二、使用OpenGL
创建窗口和事件处理

OpenGL只是一套图形接口，并没有包含窗口的创建，鼠标键盘事件的处理，这些本身与平台相关而且复杂繁琐。为了处理这部分工作，我们使用了一个免费开源跨平台库freegult（https://sourceforge.net/projects/freeglut/），使用freegult可以很简单的创建OpenGL窗口处理窗口事件。Freegult官网提供可源代码，源代码使用的是cmake工程，我们可以使用cmake生成我们想要的工程文件，如VS2010，VS2015，makefile等等。

 

OpenGLAPI访问

因为OpenGL规范是不断在更新的，而操作系统更新并没有这么频繁，所以平台提供的OpenGL头文件和lib文件（windows上为gl.h和opengl32.lib）很难与最新版本OpenGL一致。为了防止编译链接错误，所以采用函数指针的方式访问OpenGL API。在Windows平台上用来获取OpenGL API函数指针的函数为wglGetProcAddress(LPCSTR)，只需要提供一个Opengl函数名，如果平台支持，该函数会返回相应的函数指针，如何不支持则返回空指针。这部分工作也跟平台相关，且需要考虑各个OpenGL的版本，为了处理这部分工作我们使用了另一个开源跨平台库glew（http://glew.sourceforge.net/）。该库可以自动识别平台和OpenGL版本，并加载相应的函数。因为该库代代码量不多，文件（glew.h/glew.c）很少，我一般直接将该库代码包含到项目中使用。

本书中所有例子都使用了这两个库，Freegult和Glew。

绘制流水线

 

三、实现例子：

代码加分析：

#include <iostream>
using namespace std;

#include "stdio.h"
#include "vgl.h"
#include "LoadShaders.h"
#include "vmath.h"

enum VAO_IDs Triangles,NumVAOs;
enum Buffer_IDsArrayBuffer,NumBuffers;
enum Attrib_IDsvPosition = 0;

GLuint VAOs[NumVAOs];
GLuint Buffers[NumBuffers];

const GLuint Numvertices = 6;

GLuint program;

void Init()

	//返回NumVAOs个未使用的对象名到数组arrays中，用作顶点数组对象
	glGenVertexArrays(NumVAOs, VAOs);
	//在生成一个顶点数组对象的名字后，绑定对象
	glBindVertexArray(VAOs[Triangles]);

	GLfloat vertices[Numvertices][2] = 
		-0.9f,-0.9f,
		0.0f,0.9f,
		0.9f,-0.9f
	;
	//顶点数组对象负责保存一系列顶点的数据，这些数据保存到缓存对象当中
	//分配顶点缓存对象
	glGenBuffers(NumBuffers, Buffers);
	glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, Buffers[ArrayBuffer]);
	//将数据载入缓存对象
	glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(vertices), vertices, GL_STATIC_DRAW);

	/*triangles.vert
	#version 430 core
	layout(location =0) in vec4 vPosition;
	void main()
	
		gl_Position = vPosition;
	
	triangles.frag
	fColor = vec4(0.0,0.0,1.0,1.0);
	*/
	ShaderInfo shaders[] =  GL_VERTEX_SHADER,"triangles.vert",GL_FRAGMENT_SHADER,"triangles.frag",GL_NONE,NULL ;

	program = LoadShaders(shaders);
	glUseProgram(program);

	GLuint pos = glGetAttribLocation(program, "vPosition");
	//第一个参数 顶点着色器中输入变量的location值即vPosition
	//第二个数组中每个顶点的元素数目，第四个normalized，
	//第五个stride，每组数据值在内存中都是立即与下一组数据相衔接可以设置为0
	//第六个参数pointer，这里设置为0，数据从缓存对象的第一个字节（地址为0）开始的
	glVertexAttribPointer(pos, 2, GL_FLOAT, GL_FALSE, 0, BUFFER_OFFSET(0));
	glEnableVertexAttribArray(pos);


void display(void)

	//参数，缓存，包括颜色缓存、深度（GL_DEPTH_BUFFER_BIT）、模板(GL_STENCIL_BUFFER_BIT)
	glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
	glBindVertexArray(VAOs[Triangles]);
	//使用当前绑定的顶点数组元素来建立一系列的几何图元（第一个参数不同形状）
	glDrawArrays(GL_TRIANGLES, 0, 3);
	//强制所有进行中的OpenGl命令立即完成并传输到OpenGl服务器处理
	glFlush();
	Sleep(30);//减少CPU的占用


int main(int argc, char**argv)

	glutInit(&argc, argv);			//初始化GLUT库
	glutInitDisplayMode(GLUT_RGBA);	//设置了程序所使用的窗口类型
	glutInitWindowSize(512, 512);	//设置窗口大小，也可动态设置大小
	//设置所需的OpenGL环境,使用OpenGL4.3版本的核心模式创建环境
	glutInitContextVersion(4, 3);		
	glutInitContextProfile(GLUT_CORE_PROFILE);
	glutCreateWindow(argv[0]);		
	
	//属于辅助库GLEW，简化获取函数地址的过程，包含了可以跨平台使用的OpenGL编程方法
	if (glewInit())			
	
		cout << "Unable to initialize GLEW.." << endl;
		return 1;
	

	Init();
	
	//设置了显示回调，即GLUT在每次更新窗口内容的时候会自动调用的例程
	//Glut可以使用一系列回调函数来处理诸如用户输入、重设窗口尺寸等不同操作
	glutDisplayFunc(display);
	//这是一个无限执行的循环(不会执行之后的命令)，负责处理窗口和操作系统的用户输入操作
	//会判断窗口是否需要进行重绘，然后自动调用glutDisplayFunc中注册的函数
	glutMainLoop();