一、简介
本文介绍了如何在linux/win(wsl2)环境下，使用GLFW+GLAD实现绘制三角形。
本文内容基本根据LearnOpengGL-入门-你好，三角形整理完成，读者也可以参考LearnOpengGL-入门-你好，三角形自行学习如何使用OpenGL绘制三角形。
按照本文一步一步实现后，最终会得到以下结果：
二、使用OpenGL绘制三角形
0. 环境需要
- Linux 或者 windos下使用wsl2
- 安装GLFW和GLAD，请参考[OpenGL] wsl2上安装使用cmake+OpenGL教程
1. 项目文件夹结构
2. CMakeLists.txt 代码
cpp
cmake_minimum_required(VERSION 3.10)
set(CMAKE_CXX_STANDARD 14)
project(OpenGL_Hello_Triangle)
include_directories(include)
find_package(glfw3 REQUIRED)
file(GLOB project_file main.cpp glad.c)
add_executable(${PROJECT_NAME} ${project_file})
target_link_libraries(${PROJECT_NAME} glfw)3. main.cpp 代码
cpp
#include <glad/glad.h>
#include <GLFW/glfw3.h>
#include <iostream>
// 用于处理窗口大小改变的回调函数
void framebuffer_size_callback(GLFWwindow *window, int width, int height);
// 用于处理用户输入的函数
void processInput(GLFWwindow *window);
// 指定窗口默认width和height像素大小
const unsigned int SCR_WIDTH = 800;
const unsigned int SCR_HEIGHT = 600;
/*-----vertex shader 和 fragment shader 代码-----*/
// 若对glsl编写的shader程序不了解，可以忽略此处的代码
// vertex shader, 用于处理各顶点的位置信息，此处的vertex shader不会对顶点位置进行操作
// 只需要记住此处我们将顶点position数据的 location 设为 0
// layout (location = 0) in vec3 aPos; 这句代码用来设置用到的 顶点 position 数据的location值
const char *vertexShaderSource = "#version 330 core\n"
"layout (location = 0) in vec3 aPos;\n"
"void main()\n"
"{\n"
" gl_Position = vec4(aPos.x, aPos.y, aPos.z, 1.0);\n"
"}\0";
// fragment shader，用于处理各顶点的颜色信息，此处的fragment shader将各顶点的颜色(r,g,b,alpha)设置为
// (1.0f,0.5f,0.2,1.0f)
const char *fragmentShaderSource = "#version 330 core\n"
"out vec4 FragColor;\n"
"void main()\n"
"{\n"
" FragColor = vec4(1.0f, 0.5f, 0.2f, 1.0f);\n"
"}\n\0";
/*--------------------------------------------*/
int main()
{
// glfw 初始化 + 配置 glfw 参数
glfwInit();
glfwWindowHint(GLFW_CONTEXT_VERSION_MAJOR, 3);
glfwWindowHint(GLFW_CONTEXT_VERSION_MINOR, 3);
glfwWindowHint(GLFW_OPENGL_PROFILE, GLFW_OPENGL_CORE_PROFILE);
// glfw 生成窗口
GLFWwindow *window = glfwCreateWindow(SCR_WIDTH, SCR_HEIGHT, "LearnOpenGL", NULL, NULL);
if (window == NULL)
{
// 检查是否成功生成窗口，如果没有成功打印出错信息并且退出
std::cout << "Failed to create GLFW window" << std::endl;
glfwTerminate();
return -1;
}
// 设置窗口window的上下文
glfwMakeContextCurrent(window);
// 配置window变化时的回调函数
glfwSetFramebufferSizeCallback(window, framebuffer_size_callback);
// 使用 glad 加载 OpenGL 中的各种函数
if (!gladLoadGLLoader((GLADloadproc)glfwGetProcAddress))
{
std::cout << "Failed to initialize GLAD" << std::endl;
return -1;
}
/* 构建,编译 shader 程序 */
// vertex shader
unsigned int vertexShader = glCreateShader(GL_VERTEX_SHADER);
glShaderSource(vertexShader, 1, &vertexShaderSource, NULL);
glCompileShader(vertexShader);
// 检查是否成功编译 vertex shader
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;
}
// fragment shader
unsigned int fragmentShader = glCreateShader(GL_FRAGMENT_SHADER);
glShaderSource(fragmentShader, 1, &fragmentShaderSource, NULL);
glCompileShader(fragmentShader);
// 检查是否成功编译 fragment shader
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 shaders
unsigned int shaderProgram = glCreateProgram();
glAttachShader(shaderProgram, vertexShader);
glAttachShader(shaderProgram, fragmentShader);
glLinkProgram(shaderProgram);
// 检查是否成功链接 vertex shader 和 fragment shader
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);
/* 设置待绘制的三角形的数据 */
// ------------------------------------------------------------------
// 三角形 position
float vertices[] = {
0.0f, 0.5f, 0.0, // 上
-0.5f, -0.5f, 0.0f, // 左下
0.5f, -0.5f, 0.0f // 右下
};
// 三角形 index
// 我们只需要绘制一个三角形，三角形的三个点的position分别使用 vertices 数组中的第0,第1和第2个点的position数据
unsigned int indices[] = {
0, 1, 2 // first Triangle
};
/* 初始化 VBO, VAO 和 EBO */
// 1. VBO 用来打包三角形各顶点的所有数据（比如position, normal, color等。本文中只用到了position数据，即
// vertices数组），并将打包好的数据一起传给GPU。
// 2. EBO 用来打包（存储）待绘制的三角形的索引数据，即 indices 数组，用于指定顶点的顺序。
// 3. VAO 用于记录顶点属性的格式，即如何从 VBO中提取数据。并存储了EBO数据，从而管理顶点数据的输入配置。
// 生成 VBO, VAO 和 EBO
unsigned int VBO, VAO, EBO;
glGenVertexArrays(1, &VAO); // 生成一个VAO对象
glGenBuffers(1, &VBO); // 生成一个VBO对象(VBO对象本质上是一个buffer)
glGenBuffers(1, &EBO); // 生成一个EBO对象(EBO对象本质上也是一个buffer)
// 使用 VBO, VAO 和 EBO 的顺序为
// 先绑定 VAO -> 绑定 VBO -> 设置如何读取VBO中数据 -> 绑定 EBO -> 解绑 VAO -> 解绑 VBO
glBindVertexArray(VAO); // 绑定VAO
glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, VBO); // 绑定VBO
glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(vertices), vertices,
GL_STATIC_DRAW); // 将vertices中的数据复制到刚刚绑定的VBO buffer中去，VBO buffer是GPU内存上的一块区域
glBindBuffer(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, EBO); // 绑定EBO
glBufferData(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, sizeof(indices), indices,
GL_STATIC_DRAW); // 将indices中的数据复制到刚刚绑定的EBO buffer中去，EBO buffer是GPU内存上的一块区域
// 使用glVertexAttribPointer函数告诉OpenGL该如何解析顶点数据
// glVertexAttribPointer() 需要6个参数，每个参数的含义如下：
// 1. 指定要配置的顶点属性， 即 shader 中指定 数据 location 值，此处填入 0
// 2. 指定顶点属性的大小，shader中我们将VBO中的数据传给了一个 vec3 类型的变量 aPos，vec3 是一个包含3个float变量的
// vector，因此此处填入 3
// 3. 指定数据的类型，用于使用的是浮点型，因此此处填入 GL_FLOAT
// 4. 指定是否自动对数据进行归一化，我们不需要自动诡异化，因此此处填入 GL_FALSE
// 5.
// 指定VBO中数据的步长，即连续的顶点属性组之间的间隔，因为我们的VBO(vertices数组)中的数据紧密相连，每组数据在3*float之后，因此此处填入
// 3*sizeof(float)
// 6. 指定读取VBO(vertices数组)的起始位置偏移，由于位置数据在数组的开头，所以这里填入 0
glVertexAttribPointer(0, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 3 * sizeof(float), (void *)0); // 设置如何读取VBO中数据
glEnableVertexAttribArray(0); // 启用 location = 0 处的数据，因此该函数的参数为 0
glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, 0); // 解绑VBO
// remember: do NOT unbind the EBO while a VAO is active as the bound element buffer object IS stored in the VAO;
// keep the EBO bound.
// glBindBuffer(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, 0);
// 注意！
// 在解绑 VAO 之前不要解绑 EBO (但是可以解绑VBO)
// 这是因为 VAO
// 只是存储了如何读取VBO中数据的信息，当调用glVertexAttribPointer()函数之后VAO中就有了如何读取VBO数据的配置，而绑定EBO确是实实在在地将EBO数据存储到VAO中，因此在解绑VAO之前不能解绑EBO
glBindVertexArray(0); // 解绑 VAO
// 绘制主循环
while (!glfwWindowShouldClose(window))
{
// input
// -----
processInput(window);
// render
// ------
glClearColor(0.2f, 0.3f, 0.3f, 1.0f);
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
// 使用我们之前编译连接好的 shader 程序
glUseProgram(shaderProgram);
glBindVertexArray(VAO); // 绑定VAO，指定当前绘制使用的VAO对象
// glDrawArrays(GL_TRIANGLES, 0, 6);
// 使用glDrawElements()函数指定使用基于EBO索引的绘制，函数参数如下：
// 1. 指定绘制的模式，绘制模式选择绘制三角形，因此填入 GL_TRIANGLES
// 2. 指定绘制的顶点个数，我们只需要绘制一个三角形，3个点，因此填入 3
// 3. 指定绘制的索引类型，即EBO中的数据类型，类型为unsigned int，因此填入 GL_UNSIGNED_INT
// 3. 指定绘制的索引起始偏移，此处填入 0
glDrawElements(GL_TRIANGLES, 3, GL_UNSIGNED_INT, 0);
glfwSwapBuffers(window); // 在gfw中启用双缓冲，确保绘制的平滑和无缝切换
glfwPollEvents(); // 用于处理所有挂起的事件，例如键盘输入、鼠标移动、窗口大小变化等事件
}
// 释放之前申请的 VBO, VAO, EBO资源和shader程序
glDeleteVertexArrays(1, &VAO);
glDeleteBuffers(1, &VBO);
glDeleteBuffers(1, &EBO);
glDeleteProgram(shaderProgram);
// glfw 释放 glfw使用的所有资源
glfwTerminate();
return 0;
}
// 用于处理用户输入的函数
void processInput(GLFWwindow *window)
{
// 当按下 Esc 按键时调用 glfwSetWindowShouldClose() 函数，关闭窗口
if (glfwGetKey(window, GLFW_KEY_ESCAPE) == GLFW_PRESS)
glfwSetWindowShouldClose(window, true);
}
// 在使用 OpenGL 和 GLFW 库时，处理窗口大小改变的回调函数
// 当窗口大小发生变化时，确保 OpenGL 渲染的内容能够适应新的窗口大小，避免图像被拉伸、压缩或出现其他比例失真的问题
void framebuffer_size_callback(GLFWwindow *window, int width, int height)
{
glViewport(0, 0, width, height);
}4. 编译运行及结果
编译运行：
shell
cd ./build
cmake ..
make
./OpenGL_Hello_Triangle绘制结果：
