OpenGL(三)创建窗口

前言:走到第三节了,发现GLFW库用不了,原来前面的内容没有把GLFW库的头文件放入Include文件夹下,导致找不到GLFW头文件,从而无法找到glfw3.h头文件,于是又把前面两节内容加以完善,总算是补上了,现在继续第三节的内容,冲鸭!!!


在main函数中实例化GLFW窗口

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

int main() {
    //初始化GLFW
    glfwInit();

    //配置GLFW====================
    //glfwWindowHint(参数1,参数2)
    //参数1:选项的名称。可以从很多以GLFW_开头的枚举值中选择
    //参数2:接受一个整型,用来设置这个选项的值
    //设置版本号为3.3版本
    glfwWindowHint(GLFW_CONTEXT_VERSION_MAJOR,3);//设置主板本号为3
    glfwWindowHint(GLFW_CONTEXT_VERSION_MINOR,3);//设置副版本号为3
    glfwWindowHint(GLFW_OPENGL_PROFILE,GLFW_OPENGL_CORE_PROFILE);//模式:核心模式(Core-profile)

    //如果你使用的是Mac OS X系统,你还需要解除下面这行代码的注释
    //glfwWindowHint(GLFW_OPENGL_FORWARD_COMPAT, GL_TRUE);
    return 0;
}
  • 该函数的所有的选项以及对应的值都可以在 GLFW’s window handling 这篇文档中找到。如果你现在编译你的cpp文件会得到大量的 undefined reference (未定义的引用)错误,也就是说你并未顺利地链接GLFW库。
    注意:请确认您的系统支持OpenGL3.3或更高版本,否则此应用有可能会崩溃或者出现不可预知的错误。如果想要查看OpenGL版本的话,在Linux上运行glxinfo,或者在Windows上使用其它的工具(例如OpenGL Extension Viewer)。如果你的OpenGL版本低于3.3,检查一下显卡是否支持OpenGL 3.3+(不支持的话你的显卡真的太老了),并更新你的驱动程序,有必要的话请更新显卡。

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。

#include <iostream>
    //创建窗口对象=================
    //glfwCreateWindow(参数1,参数2,参数3,参数4,参数5)
    //参数1:窗口宽
    //参数2:窗口高
    //参数3:窗口标题(名字)
    //参数4,参数5暂时忽略
    //返回值类型:GLFWwindow*
    GLFWwindow* window = glfwCreateWindow(800,600,"LearnOpenGL",NULL,NULL);
    //创建窗口对象失败
    if (window == NULL)
    {
        //打印错误信息
        std::cout << "Failed to create GLFW window" << std::endl;//需要引用iostream头文件
        //终止GLFW
        glfwTerminate();
        return -1;
    }
    //将窗口的上下文设置为当前线程的主上下文
    glfwMakeContextCurrent(window);

GLAD

GLAD是用来管理OpenGL的函数指针的,所以在调用任何OpenGL的函数之前我们需要初始化GLAD。

    //GLAD========================
    //加载系统相关的OpenGL函数指针地址的函数,它根据我们编译的系统定义了正确的函数。
    //gladLoadGLLoader(参数1)
    //参数1:GLADloadproc类型的函数指针地址。这里我们通过GLFW中的glfwGetProcAddress属性获取了函数指针的的地址
    if (!gladLoadGLLoader((GLADloadproc)glfwGetProcAddress))
    {
        //加载函数地址失败
        //打印错误信息
        std::cout << "Failed to initialize GLAD" << std::endl;
        return -1;
    }

设置OpenGL渲染窗口(视口)的尺寸大小

    //设置视口(渲染窗口)的尺寸大小============
    //glViewport(参数1,参数2,参数3,参数4)
    //参数1,参数2:渲染窗口左下角的位置
    //参数3,参数4:渲染窗口的宽度和高度(单位:像素)
    glViewport(0, 0, 800, 600);
  • 我们实际上也可以将视口的维度设置为比GLFW的维度小,这样子之后所有的OpenGL渲染将会在一个更小的窗口中显示,这样子的话我们也可以将一些其它元素显示在OpenGL视口之外。
    注意: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)。

  • 当用户改变窗口的大小的时候,视口也应该被调整。我们可以对窗口注册一个回调函数(Callback Function),它会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:

  void framebuffer_size_callback(GLFWwindow* window, int width, int height);
  • 这个帧缓冲大小函数需要一个GLFWwindow作为它的第一个参数,以及两个整数表示窗口的新维度。每当窗口改变大小,GLFW会调用这个函数并填充相应的参数供你处理。
void framebuffer_size_callback(GLFWwindow* window, int width, int height)
{
    glViewport(0, 0, width, height);
}
  • 我们还需要注册这个函数,告诉GLFW我们希望每当窗口调整大小的时候调用这个函数:
glfwSetFramebufferSizeCallback(window, framebuffer_size_callback);
  • 当窗口被第一次显示的时候framebuffer_size_callback也会被调用。对于视网膜(Retina)显示屏,width和height都会明显比原输入值更高一点。
  • 我们还可以将我们的函数注册到其它很多的回调函数中。比如说,我们可以创建一个回调函数来处理手柄输入变化,处理错误消息等。
  • 我们会在创建窗口之后,渲染循环初始化之前注册这些回调函数。

渲染循环

为了让应用程序不只绘制一个图像之后就立即退出并关闭窗口并且能够在主动关闭它之前不断绘制图像并能够接受用户输入。因此,我们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================================
    //glfwWindowShouldClose(参数1)
    //此函数每次循环的开始前检查一次GLFW是否被要求退出,
    //如果是的话该函数返回true,渲染循环结束,之后关闭应用程序。
    //参数1:检测对象
    while (!glfwWindowShouldClose(window))
    {
        //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。
        glfwSwapBuffers(window);
        //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)。
        glfwPollEvents();
    }
  • 双缓冲(Double Buffer)
    为什么使用双缓冲?
    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。
    什么是双缓冲?
    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。

正确释放/删除之前的分配的所有资源

当渲染循环结束后我们需要正确释放/删除之前的分配的所有资源。我们可以在main函数的最后调用glfwTerminate函数来完成。

    //终止GLFW,释放所有资源====================
    glfwTerminate();

测试

  • 点击本地Windows调试器


  • 可以看到如下效果:


  • 完整代码:

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

int main() {
    //初始化GLFW
    glfwInit();

    //配置GLFW====================
    //glfwWindowHint(参数1,参数2)
    //参数1:选项的名称。可以从很多以GLFW_开头的枚举值中选择
    //参数2:接受一个整型,用来设置这个选项的值
    //设置版本号为3.3版本
    glfwWindowHint(GLFW_CONTEXT_VERSION_MAJOR,3);//设置主板本号为3
    glfwWindowHint(GLFW_CONTEXT_VERSION_MINOR,3);//设置副版本号为3
    glfwWindowHint(GLFW_OPENGL_PROFILE,GLFW_OPENGL_CORE_PROFILE);//模式:核心模式(Core-profile)

    //如果你使用的是Mac OS X系统,你还需要解除下面这行代码的注释
    //glfwWindowHint(GLFW_OPENGL_FORWARD_COMPAT, GL_TRUE);

    //创建窗口对象=================
    //glfwCreateWindow(参数1,参数2,参数3,参数4,参数5)
    //参数1:窗口宽
    //参数2:窗口高
    //参数3:窗口标题(名字)
    //参数4,参数5暂时忽略
    //返回值类型:GLFWwindow*
    GLFWwindow* window = glfwCreateWindow(800,600,"LearnOpenGL",NULL,NULL);
    //创建窗口对象失败
    if (window == NULL)
    {
        //打印错误信息
        std::cout << "Failed to create GLFW window" << std::endl;//需要引用iostream头文件
        //终止GLFW
        glfwTerminate();
        return -1;
    }
    //将窗口的上下文设置为当前线程的主上下文
    glfwMakeContextCurrent(window);

    //GLAD========================
    //加载系统相关的OpenGL函数指针地址的函数,它根据我们编译的系统定义了正确的函数。
    //gladLoadGLLoader(参数1)
    //参数1:GLADloadproc类型的函数指针地址。这里我们通过GLFW中的glfwGetProcAddress属性获取了函数指针的的地址
    if (!gladLoadGLLoader((GLADloadproc)glfwGetProcAddress))
    {
        //加载函数地址失败
        //打印错误信息
        std::cout << "Failed to initialize GLAD" << std::endl;
        return -1;
    }

    //设置视口(渲染窗口)的尺寸大小============
    //glViewport(参数1,参数2,参数3,参数4)
    //参数1,参数2:渲染窗口左下角的位置
    //参数3,参数4:渲染窗口的宽度和高度(单位:像素)
    glViewport(0, 0, 800, 600);

    //渲染循环================================
    //glfwWindowShouldClose(参数1)
    //此函数每次循环的开始前检查一次GLFW是否被要求退出,
    //如果是的话该函数返回true,渲染循环结束,之后关闭应用程序。
    //参数1:检测对象
    while (!glfwWindowShouldClose(window))
    {
        //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。
        glfwSwapBuffers(window);
        //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)。
        glfwPollEvents();
    }

    //终止GLFW,释放所有资源====================
    glfwTerminate();

    return 0;
}
  • 或者你可以参考LearnOpenGL官方网站的源码:传送门
  • 如果程序编译有问题,请先检查连接器选项是否正确,IDE中是否导入了正确的目录(前面教程解释过)。并且请确认你的代码是否正确,直接对照上面提供的源代码就行了。如果还是有问题,欢迎评论,我或者其他人可能会帮助你的。

总结:此节内容,我们学习了如何创建一个窗口,其中包括了初始化GLFW、配置GLFW、创建窗口对象、GLAD加载函数指针地址、设置视口大小、渲染循环、释放分配的内存。呼~ 好累=-=,下次见~

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