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opengl是一个由Khronos组织制定并维护的规范(Specification) 。是一系列的图形软件编程接口,和gdi类似。opengl有很多封装的库最有名的GLFW库。接下来很多东西以GLFW 为例子来说明一些api的使用问题,但这并不影响opengl本身的逻辑表述。
OpenGL自身是一个巨大的状态机(State Machine):一系列的变量描述OpenGL此刻应当如何运行。OpenGL的状态通常被称为OpenGL上下文(Context)。我们通常使用如下途径去更改OpenGL状态:设置选项,操作缓冲。最后,我们使用当前OpenGL上下文来渲染。
假设当我们想告诉OpenGL去画线段而不是三角形的时候,我们通过改变一些上下文变量来改变OpenGL状态,从而告诉OpenGL如何去绘图。一旦我们改变了OpenGL的状态为绘制线段,下一个绘制命令就会画出线段而不是三角形。
当使用OpenGL的时候,我们会遇到一些状态设置函数(State-changing Function),这类函数将会改变上下文。以及状态使用函数(State-using Function),这类函数会根据当前OpenGL的状态执行一些操作。只要你记住OpenGL本质上是个大状态机,就能更容易理解它的大部分特性。
在OpenGL中一个对象是指一些选项的集合,它代表OpenGL状态的一个子集 。
当我们使用一个对象时,通常看起来像如下一样:
// OpenGL的状态
struct OpenGL_Context {
...
object* object_Window_Target;
...
};
// 创建对象
unsigned int objectId = 0;
glGenObject(1, &objectId);
// 绑定对象至上下文
glBindObject(GL_WINDOW_TARGET, objectId);
// 设置当前绑定到 GL_WINDOW_TARGET 的对象的一些选项
glSetObjectOption(GL_WINDOW_TARGET, GL_OPTION_WINDOW_WIDTH, 800);
glSetObjectOption(GL_WINDOW_TARGET, GL_OPTION_WINDOW_HEIGHT, 600);
// 将上下文对象设回默认
glBindObject(GL_WINDOW_TARGET, 0);
这一段代码展现了使用OpenGL时常见的工作流。我们首先创建一个对象,然后用一个id保存它的引用(实际数据被储存在后台)。然后我们将对象绑定至上下文的目标位置(例子中窗口对象目标的位置被定义成GL_WINDOW_TARGET)。接下来我们设置窗口的选项。最后我们将目标位置的对象id设回0,解绑这个对象。设置的选项将被保存在objectId所引用的对象中,一旦我们重新绑定这个对象到GL_WINDOW_TARGET位置,这些选项就会重新生效。
我们要开始一个图形渲染程序,首要是要选择gl库,因为要使用api.然后创建窗口、设置视口、设置窗口大小调整后的回调在回调中要处理视口、接着是渲染循环、还要处理处输入等。
int main()
{
glfwInit(); //初始化glfw
glfwWindowHint(GLFW_CONTEXT_VERSION_MAJOR, 3); //配置glfw
glfwWindowHint(GLFW_CONTEXT_VERSION_MINOR, 3);
glfwWindowHint(GLFW_OPENGL_PROFILE, GLFW_OPENGL_CORE_PROFILE);
//glfwWindowHint(GLFW_OPENGL_FORWARD_COMPAT, GL_TRUE);
return 0;
}
首先,我们在main函数中调用glfwInit函数来初始化GLFW,然后我们可以使用glfwWindowHint函数来配置GLFW。glfwWindowHint函数的第一个参数代表选项的名称,我们可以从很多以GLFW_开头的枚举值中选择;第二个参数接受一个整形,用来设置这个选项的值
接下来我们创建一个窗口对象,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)
{
glfwTerminate();
return -1;
}
glfwMakeContextCurrent(window);
glfwCreateWindow函数需要窗口的宽和高作为它的前两个参数。第三个参数表示这个窗口的名称(标题),。这个函数将会返回一个GLFWwindow对象,创建完窗口我们就可以通知GLFW将我们窗口的上下文设置为当前线程的主上下文了。
必须告诉OpenGL渲染窗口的尺寸大小,即视口(Viewport),这样OpenGL才只能知道怎样根据窗口大小显示数据和坐标。我们可以通过调用glViewport函数来设置窗口的维度(Dimension):
glViewport(0, 0, 800, 600);
glViewport函数前两个参数控制窗口左下角的位置。第三个和第四个参数控制渲染窗口的宽度和高度(像素)。
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,处理过的OpenGL坐标范围只为-1到1。
当窗口大小发生变换的时候需要设置视口的大小:
glfwSetFramebufferSizeCallback(window, [](GLFWwindow* window, int width, int height){
glViewport(0, 0, width, height);
});
我们同样也希望能够在GLFW中实现一些输入控制,这可以通过使用GLFW的几个输入函数来完成。我们将会使用GLFW的glfwGetKey函数,它需要一个窗口以及一个按键作为输入。这个函数将会返回这个按键是否正在被按下。我们将创建一个processInput函数来让所有的输入代码保持整洁。
void processInput(GLFWwindow *window)
{
if(glfwGetKey(window, GLFW_KEY_ESCAPE) == GLFW_PRESS)
glfwSetWindowShouldClose(window, true);
}
需要在程序中添加一个while循环,我们可以把它称之为渲染循环(Render Loop),它能在我们让GLFW退出前一直保持运行。下面几行的代码就实现了一个简单的渲染循环:
// 渲染循环
while(!glfwWindowShouldClose(window))
{
// 输入
processInput(window);
// 渲染指令
...
glClearColor(0.2f, 0.3f, 0.3f, 1.0f);
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
// 检查并调用事件,交换缓冲
glfwPollEvents();
glfwSwapBuffers(window);
}
glfwTerminate();
true
然后渲染循环便结束了,之后为我们就可以关闭应用程序了。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。
#include <glad/glad.h>
#include <GLFW/glfw3.h>
#include <iostream>
void framebuffer_size_callback(GLFWwindow* window, int width, int height);
void processInput(GLFWwindow *window);
// settings
const unsigned int SCR_WIDTH = 800;
const unsigned int SCR_HEIGHT = 600;
int main()
{
//glfw初始化和设置
glfwInit();
glfwWindowHint(GLFW_CONTEXT_VERSION_MAJOR, 3);
glfwWindowHint(GLFW_CONTEXT_VERSION_MINOR, 3);
glfwWindowHint(GLFW_OPENGL_PROFILE, GLFW_OPENGL_CORE_PROFILE);
//创建窗口配置窗口
GLFWwindow* window = glfwCreateWindow(SCR_WIDTH, SCR_HEIGHT, "LearnOpenGL", NULL, NULL);
if (window == NULL)
{
glfwTerminate();
return -1;
}
//设置问当前窗口上下文
glfwMakeContextCurrent(window);
//设置窗口大小改变的回调 处理视口变化
glfwSetFramebufferSizeCallback(window, framebuffer_size_callback);
// render loop
while (!glfwWindowShouldClose(window))
{
// input
processInput(window);
// render
glClearColor(0.2f, 0.3f, 0.3f, 1.0f);
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
// glfw: swap buffers and poll IO events (keys pressed/released, mouse moved etc.)
// -------------------------------------------------------------------------------
glfwSwapBuffers(window);
glfwPollEvents();
}
// glfw: terminate, clearing all previously allocated GLFW resources.
glfwTerminate();
return 0;
}
void processInput(GLFWwindow *window)
{
if(glfwGetKey(window, GLFW_KEY_ESCAPE) == GLFW_PRESS)
glfwSetWindowShouldClose(window, true);
}
void framebuffer_size_callback(GLFWwindow* window, int width, int height)
{
glViewport(0, 0, width, height);
}
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原文地址:https://www.cnblogs.com/bytemode/p/10218993.html