cpp
/*
* @FileName : OpenGL_Tutorial.cpp
* @Time : 2024-08-03 10:00:00
* @Author : XuMing
* @Email : 920972751@qq.com
* @description : 使用OpenGL进行顶点输入和着色器编译的详细解析
*/
#include <glad/glad.h>
#include <GLFW/glfw3.h>
#include <iostream>
float vertices[] =
{
-0.5f, -0.5f, 0.0f,
0.5f, -0.5f, 0.0f,
0.0f, 0.5f, 0.0f
};
// 顶点着色器源码
const char* vertexShaderSource = R"(
#version 330 core
layout (location = 0) in vec3 aPos;
void main()
{
gl_Position = vec4(aPos, 1.0);
}
)";
// 片段着色器源码
const char* fragmentShaderSource = R"(
#version 330 core
out vec4 FragColor;
void main()
{
FragColor = vec4(1.0, 0.5, 0.2, 1.0);
}
)";
void framebuffer_size_callback(GLFWwindow *window, int width, int height)
{
// make sure the viewport matches the new window dimensions; note that width and
// height will be significantly larger than specified on retina displays.
glViewport(0, 0, width, height);
}
int main()
{
// 初始化GLFW
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
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);
// 初始化GLAD
if (!gladLoadGLLoader((GLADloadproc)glfwGetProcAddress))
{
std::cout << "Failed to initialize GLAD" << std::endl;
return -1;
}
// 设置视口
glfwSetFramebufferSizeCallback(window, framebuffer_size_callback);
// 编译顶点着色器
unsigned int vertexShader = glCreateShader(GL_VERTEX_SHADER);
glShaderSource(vertexShader, 1, &vertexShaderSource, NULL);
glCompileShader(vertexShader);
int success;
char infoLog[512];
glGetShaderiv(vertexShader, GL_COMPILE_STATUS, &success);
if (!success)
{
glGetShaderInfoLog(vertexShader, 512, NULL, infoLog);
std::cout << "ERROR::SHADER::VERTEX::COMPILATION_FAILED\n" << infoLog << std::endl;
}
// 编译片段着色器
unsigned int fragmentShader = glCreateShader(GL_FRAGMENT_SHADER);
glShaderSource(fragmentShader, 1, &fragmentShaderSource, NULL);
glCompileShader(fragmentShader);
glGetShaderiv(fragmentShader, GL_COMPILE_STATUS, &success);
if (!success)
{
glGetShaderInfoLog(fragmentShader, 512, NULL, infoLog);
std::cout << "ERROR::SHADER::FRAGMENT::COMPILATION_FAILED\n" << infoLog << std::endl;
}
// 链接着色器程序
unsigned int shaderProgram = glCreateProgram();
glAttachShader(shaderProgram, vertexShader);
glAttachShader(shaderProgram, fragmentShader);
glLinkProgram(shaderProgram);
glGetProgramiv(shaderProgram, GL_LINK_STATUS, &success);
if (!success)
{
glGetProgramInfoLog(shaderProgram, 512, NULL, infoLog);
std::cout << "ERROR::SHADER::PROGRAM::LINKING_FAILED\n" << infoLog << std::endl;
}
glDeleteShader(vertexShader);
glDeleteShader(fragmentShader);
// 创建顶点数组对象 (VAO)
unsigned int VAO;
glGenVertexArrays(1, &VAO);
glBindVertexArray(VAO);
// 创建顶点缓冲对象 (VBO)
unsigned int VBO;
glGenBuffers(1, &VBO);
glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, VBO);
glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(vertices), vertices, GL_STATIC_DRAW);
// 设置顶点属性指针
glVertexAttribPointer(0, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 3 * sizeof(float), (void*)0);
glEnableVertexAttribArray(0);
// 解绑VAO和VBO
glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, 0);
glBindVertexArray(0);
// 渲染循环
while (!glfwWindowShouldClose(window))
{
// 输入处理
if (glfwGetKey(window, GLFW_KEY_ESCAPE) == GLFW_PRESS)
glfwSetWindowShouldClose(window, true);
// 渲染
glClearColor(0.2f, 0.3f, 0.3f, 1.0f);
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
// 使用着色器程序
glUseProgram(shaderProgram);
glBindVertexArray(VAO);
glDrawArrays(GL_TRIANGLES, 0, 3);
// 交换缓冲区并查询事件
glfwSwapBuffers(window);
glfwPollEvents();
}
// 释放资源
glDeleteVertexArrays(1, &VAO);
glDeleteBuffers(1, &VBO);
glDeleteProgram(shaderProgram);
glfwTerminate();
return 0;
}
顶点着色器和片段着色器
顶点着色器
顶点着色器的作用是将每个顶点坐标转换到标准化设备坐标系中。它接受输入顶点位置,并将其设置为输出位置。
cpp
const char* vertexShaderSource = R"(
#version 330 core
layout (location = 0) in vec3 aPos;
void main()
{
gl_Position = vec4(aPos, 1.0);
}
)";
#version 330 core:指定OpenGL着色器语言版本。
layout (location = 0) in vec3 aPos:定义输入变量 aPos,位置为0。
gl_Position:设置顶点位置,vec4(aPos, 1.0) 将三维坐标转换为四维向量。
片段着色器
片段着色器的作用是为每个片段(像素)设置颜色。
cpp
const char* fragmentShaderSource = R"(
#version 330 core
out vec4 FragColor;
void main()
{
FragColor = vec4(1.0, 0.5, 0.2, 1.0);
}
)";
#version 330 core:指定OpenGL着色器语言版本。
out vec4 FragColor:定义输出颜色变量 FragColor。
FragColor = vec4(1.0, 0.5, 0.2, 1.0):设置输出颜色为橙色。
VAO和VBO的设置
创建顶点数组对象 (VAO)
VAO(顶点数组对象)用于存储顶点属性配置和绑定的VBO(顶点缓冲对象)。
cpp
unsigned int VAO;
glGenVertexArrays(1, &VAO);
glBindVertexArray(VAO);
glGenVertexArrays:生成一个VAO对象。
glBindVertexArray:绑定VAO。
创建顶点缓冲对象 (VBO)
VBO(顶点缓冲对象)用于存储顶点数据。
cpp
unsigned int VBO;
glGenBuffers(1, &VBO);
glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, VBO);
glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(vertices), vertices, GL_STATIC_DRAW);
glGenBuffers:生成一个VBO对象。
glBindBuffer:绑定VBO到GL_ARRAY_BUFFER目标。
glBufferData:将顶点数据传输到缓冲区,GL_STATIC_DRAW 表示数据不会频繁更改。
设置顶点属性指针
配置顶点属性指针以解释VBO中的数据。
cpp
glVertexAttribPointer(0, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 3 * sizeof(float), (void*)0);
glEnableVertexAttribArray(0);
glVertexAttribPointer:定义顶点属性指针。
0:顶点属性位置,与顶点着色器中的layout (location = 0)对应。
3:每个顶点属性有3个分量(x, y, z)。
GL_FLOAT:数据类型为浮点数。
GL_FALSE:不需要标准化。
3 * sizeof(float):步长(stride),每个顶点属性的字节数。
(void*)0:偏移量(offset),在数据缓冲区中的起始位置。
glEnableVertexAttribArray:启用顶点属性。
解绑VAO和VBO
为了防止修改VAO和VBO,解绑它们。
cpp
glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, 0);
glBindVertexArray(0);
glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, 0):解绑当前绑定的VBO。
glBindVertexArray(0):解绑当前绑定的VAO。
以上就是对顶点着色器、片段着色器以及VAO和VBO设置的详细解释。这些步骤共同完成了顶点数据的上传和着色器的编译与链接,使得我们能够渲染一个三角形。