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OpenGL的学习之路之入门

  作为一名PC音视频客户端开发人员,想更加深层的掌握音视频底层的知识,所以决定学习一下OpenGL库。
  OpenGL是跨语言跨平台的API,在OpenGL中,我们使用OpenGL上下文来进行渲染,渲染要指定窗口,但是,在不同的操作系统上实现都是不一样的。不过有一些库提供了我们所需要的功能,提供了我们一个窗口以及上下文用来渲染。比如GLUT、SDL、SFML和GLFW,本文的代码例子使用的就是GLFW。GLFW可以从官方下载,用cmake进行构建。代码中还使用到了GLAD,由于OpenGL驱动版本众多,它大多数函数的位置都无法在编译时确定下来,需要在运行时查询。代码如下:

// 定义函数原型
typedef void (*GL_GENBUFFERS) (GLsizei, GLuint*);
// 找到正确的函数并赋值给函数指针
GL_GENBUFFERS glGenBuffers  = (GL_GENBUFFERS)wglGetProcAddress("glGenBuffers");
// 现在函数可以被正常调用了
GLuint buffer;
glGenBuffers(1, &buffer);

  以下例子是基于OpenGL3.3的入门小例子,都加上了非常详细的注释,对于入门非常友好,大家有需要的可以自己根据代码新建一个项目试一下。

#include <iostream>
#include <glad/glad.h>
#include <GLFW/glfw3.h>
void framebuffer_size_callback(GLFWwindow* window, int width, int height)
{
	/*
	
		告诉OpenGL渲染窗口的尺寸大小,即视口(Viewport)
		OpenGL幕后使用glViewport中定义的位置和宽高进行2D坐标的转换,
		将OpenGL中的位置坐标转换为你的屏幕坐标。
		例如,OpenGL中的坐标(-0.5, 0.5)有可能(最终)被映射为屏幕中的坐标(200,450)。
		注意,处理过的OpenGL坐标范围只为-1到1,
		因此我们事实上将(-1到1)范围内的坐标映射到(0, 800)和(0, 600)。
	*/
	glViewport(0, 0, width, height);
}


int main()
{
	glfwInit();
	
	/*
		1.告诉GLFW我们要使用的OpenGL版本是3.3
	*/
	glfwWindowHint(GLFW_CONTEXT_VERSION_MAJOR, 3);
	glfwWindowHint(GLFW_CONTEXT_VERSION_MINOR, 3);

	/*
		2.告诉GLFW我们使用的是核心模式(Core-profile)
		明确告诉GLFW我们需要使用核心模式意味着我们只能使用OpenGL功能的一个子集(没有我们已不再需要的向后兼容特性)。
		openGL分为两个模式:
			2.1.立即渲染模式(Immediate mode,也就是固定渲染管线)-》
			 ----》方便,实现被隐藏,不灵活


			2.2核心模式
			 ----》更高的灵活性和效率,然而也更难于学习
	*/
	glfwWindowHint(GLFW_OPENGL_PROFILE, GLFW_OPENGL_CORE_PROFILE);
	//glfwWindowHint(GLFW_OPENGL_FORWARD_COMPAT, GL_TRUE);


	/*
		3.创建一个窗口对象,这个窗口对象存放了所有和窗口相关的数据,而且会被GLFW的其他函数频繁地用到。
	*/
	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);


	/*
	  4.初始化GLAD(用来管理OpenGL的函数指针)。

	  给GLAD传入了用来加载系统相关的OpenGL函数指针地址的函数。
	  GLFW给我们的是glfwGetProcAddress,它根据我们编译的系统定义了正确的函数。
	*/
	if (!gladLoadGLLoader((GLADloadproc)glfwGetProcAddress))
	{
		std::cout << "Failed to initialize GLAD" << std::endl;
		return -1;
	}

	/*
		5.对窗口注册一个回调函数(Callback Function),用户改变窗口的大小的时候,视口也应该被调整.
		在每次窗口大小被调整的时候被调用。这个回调函数的原型如下:
		
		typedef void (* GLFWframebuffersizefun)(GLFWwindow*,int,int);
		void framebuffer_size_callback(GLFWwindow* window, int width, int height);
	*/
	
	glfwSetFramebufferSizeCallback(window, framebuffer_size_callback);


	/* 
	   6.渲染循环(Render Loop)  GUI一般的流程 --> 如 Qt.exec()---》进入事件循环
	     6.1 检查一次GLFW是否被要求退出
		 6.2 函数检查有没有触发什么事件(比如键盘输入、鼠标移动等)、更新窗口状态,并调用对应的回调函数(可以通过回调方法手动设置)。
	   双缓冲(Double Buffer)
	     6.3 glfwSwapBuffers函数会交换颜色缓冲(它是一个储存着GLFW窗口每一个像素颜色值的大缓冲),它在这一迭代中被用来绘制,并且将会作为输出显示在屏幕上。
   
   ----应用程序使用单缓冲绘图时可能会存在图像闪烁的问题。 
	   这是因为生成的图像不是一下子被绘制出来的,
	   而是按照从左到右,由上而下逐像素地绘制而成的。
	   最终图像不是在瞬间显示给用户,而是通过一步一步生成的,这会导致渲染的结果很不真实。
	   为了规避这些问题,我们应用双缓冲渲染窗口应用程序。
	   前缓冲保存着最终输出的图像,它会在屏幕上显示;而所有的的渲染指令都会在后缓冲上绘制。
	   当所有的渲染指令执行完毕后,我们交换(Swap)前缓冲和后缓冲,这样图像就立即呈显出来,
	   之前提到的不真实感就消除了。
	*/
	while (!glfwWindowShouldClose(window))
	{
		glfwSwapBuffers(window);
		glfwPollEvents();
	}

	glfwTerminate();

	return 0;
}
;