1
0
mirror of https://github.com/LearnOpenGL-CN/LearnOpenGL-CN.git synced 2025-08-23 12:45:29 +08:00
Files
LearnOpenGL-CN/01 Getting started/04 Hello Window.md
2015-07-10 19:11:10 +08:00

189 lines
13 KiB
Markdown
Raw Blame History

This file contains ambiguous Unicode characters

This file contains Unicode characters that might be confused with other characters. If you think that this is intentional, you can safely ignore this warning. Use the Escape button to reveal them.

本文作者JoeyDeVries由[Django](http://bullteacher.com/4-hello-window.html)翻译自[http://learnopengl.com](http://www.learnopengl.com/#!Getting-started/Hello-Window)
# Hello Window
我们看看GLFW是否能够运行。首先创建一个.cpp文件在新创建的文件的顶部包含下面的头文件。注意我们定义了GLEW_STATIC这是因为我们将使用静态GLEW库。
```c++
// GLEW
#define GLEW_STATIC
#include <GL/glew.h>
// GLFW
#include <GLFW/glfw3.h>
```
<div style="border:solid #E1B3B3;border-radius:10px;background-color:#FFD2D2;margin:10px 10px 10px 0px;padding:10px">
必须在GLFW之前引入GLEW。GLEW的头文件已经包含了OpenGL的头文件`GL/gl.h`所以要在其他头文件之前引入GLEW因为它们需要有OpenGL才能起作用。
</div>
下面我们创建main函数在main函数中我们会实例化一个GLFW窗口
```c++
int main()
{
glfwInit();
glfwWindowHint(GLFW_CONTEXT_VERSION_MAJOR, 3);
glfwWindowHint(GLFW_CONTEXT_VERSION_MINOR, 3);
glfwWindowHint(GLFW_OPENGL_PROFILE, GLFW_OPENGL_CORE_PROFILE);
glfwWindowHint(GLFW_RESIZABLE, GL_FALSE);
return 0;
}
```
在main函数中我们首先使用`glfwInit`来初始化GLFW然后我们可以使用`glfwWindowHint`来配置GLFW。`glfwWindowHint`的第一个参数告诉我们,我们打算配置哪个选项,这里我们可以从一个枚举中选择可用的选项,这些选项带有`GLFW_`前缀。第二个参数是一个整数,它代表我们为选项所设置的值。可用的选项和对应的值可以在[GLFW窗口管理文档](http://www.glfw.org/docs/latest/window.html#window_hints "GLFW窗口管理文档")中列出。现在如果你去运行应用报出了很多未定义引用错误这意味着你还没有成功的链接GLFW库。
由于这个教程关注的是OpenGL 3.3版本我们会告诉GLFW我们使用的OpenGL版本是3.3。这样GLFW在创建**OpenGL环境**的时候可以做出合理的安排。这会保证如果一个用户没有特定的OpenGL版本GLFW就会运行失败。我们把主和次版本都设置为3。我们同样告诉GLFW我们希望明确地使用**核心模式(Core Profile)**同时用户不可以调整窗口大小。显式地告诉GLFW我们希望是用核心模式会导致当我们调用一个OpenGL的遗留函数会产生**非法操作(Invalid Operation)**错误当我们意外地使用了不该使用的旧函数时它是一个很好的提醒。注意在Mac OS X上在初始化代码里你还需要添加`glfwWindowHint(GLFW_OPENGL_FORWARD_COMPAT, GL_TRUE);`才能工作。
<div style="border:solid #AFDFAF;border-radius:10px;background-color:#D8F5D8;margin:10px 10px 10px 0px;padding:10px">
你需要确定你的系统/硬件上已经安装了OpenGL3.3或更高的版本否则应用会崩溃或产生不可预测的结果。在Linux上找到你的机器上OpenGL的版本可以调用`glxinfo`Windows机器上要使用[OpenGL Extension Viewer](http://download.cnet.com/OpenGL-Extensions-Viewer/3000-18487_4-34442.html "OpenGL Extension Viewer")这样的工具。如果支持的版本太低了检查一下的你的显卡是否支持OpenGL3.3+(如果不支持那就太老了),先去更新你的驱动。
</div>
下面我们需要创建一个窗口对象。这个窗口对象带有所有的窗口数据它们通常是GLFW的其他函数经常使用的。
```c++
GLFWwindow* window = glfwCreateWindow(800, 600, "LearnOpenGL", nullptr, nullptr);
if (window == nullptr)
{
std::cout << "Failed to create GLFW window" << std::endl;
glfwTerminate();
return -1;
}
glfwMakeContextCurrent(window);
```
函数`glfwCreateWindow`需要窗口的**宽度**和**高度**作为它前两个参数。第三个参数允许我们给窗口创建一个名字;现在我们把它命名为`"LearnOpenGL"`但是你也可以取个自己喜欢的名字。我们**可以忽略最后两个参数**。这个函数返回一个`GLFWwindow`对象在后面的其他GLFW操作会需要它。之后我们告诉GLFW去创建我们窗口的环境`glfwMakeContextCurrent`),这个环境是当前线程的主环境。
## GLEW
前面的教程里我们提到GLEW管理着OpenGL的函数指针所以我们希望在调用任何OpenGL函数前初始化GLEW。
```c++
glewExperimental = GL_TRUE;
if (glewInit() != GLEW_OK)
{
std::cout << "Failed to initialize GLEW" << std::endl;
return -1;
}
```
注意在初始化GLEW前我们把`glewExperimental`变量设置为`GL_TRUE`。设置`glewExperimental`为true可以保证GLEW使用更多的现代技术来管理OpenGL功能。如果不这么设置它就会使用默认的`GL_FALSE`,这样当使用核心模式时有可能发生问题。
## 视口(Viewport)
在我们开始渲染前我们必须做这最后一件事。我们必须告诉OpenGL渲染窗口的大小这样OpenGL才能知道我们希望如何设置窗口的大小和位置。我们可以通过`glViewport`函数设置这些尺寸:
```c++
glViewport(0, 0, 800, 600);
```
前两个参数设置了窗口**左下角的位置**。第三个和第四个参数是这个渲染窗口的**宽度**和**高度**它和GLFW窗口是一样大的。我们可以把这个值设置得比GLFW窗口尺寸小这样OpenGL的渲染都会在一个更小的窗口区域进行显示我们可以在OpenGL的视区之外显示其他的元素。
<div style="border:solid #AFDFAF;border-radius:10px;background-color:#D8F5D8;margin:10px 10px 10px 0px;padding:10px">
在幕后OpenGL是使用通过`glViewport`指定的数据将2D坐标加工为屏幕上的坐标。比如一个被加工的点的位置是(-0.5, 0.5)会(作为它最后的变换)被映射到屏幕坐标(200, 450)上。注意OpenGL中处理的坐标是在-1和1之间所以我们事实上是把-1到1的范围映射到(0, 800)和(0, 600)上了。
</div>
## 准备好你的引擎
我们不希望应用绘制了一个图像之后立即退出然后关闭窗口。我们想让应用持续地绘制图像监听用户输入直到软件被明确告知停止。为了达到这个目的我们必须创建一个while循环我们称其为游戏循环Game Loop这样在我们告诉GLFW停止之前应用就会一直保持运行状态。下面的代码展示了一个非常简单的游戏循环。
```c++
while(!glfwWindowShouldClose(window))
{
glfwPollEvents();
glfwSwapBuffers(window);
}
```
`glfwWindowShouldClose`函数从开始便检验每一次循环迭代中gLFW是否已经得到关闭指示如果得到这样的指示函数就会返回true并且游戏循环停止运行之后我们就可以关闭应用了。
`glfwPollEvents`函数检验是否有任何事件被处触发(比如键盘输入或是鼠标移动的事件),接着调用相应函数(我们可以通过回调方法设置它们)。我们经常在循环迭代前调用事件处理函数。
`glfwSwapBuffers`函数会交换**颜色缓冲**颜色缓冲是一个GLFW窗口为每一个像素储存颜色数值的大缓冲它是在这次迭代中绘制的也作为输出显示在屏幕上。
<div style="border:solid #AFDFAF;border-radius:10px;background-color:#D8F5D8;margin:10px 10px 10px 0px;padding:10px">
**双缓冲Double buffer**
当一个应用以单缓冲方式绘制的时候,图像会产生闪缩的问题。这是因为最后的图像输出不是被立即绘制出来的,而是一个像素一个像素绘制出来的,通常是以从左到右从上到下这样的方式。由于这些图像不是立即呈现在用户面前,而是一步一步地生成结果,这就产生很多不真实感。为了规避这些问题,窗口应用使用双缓冲的方式进行渲染。**前缓冲**包含最终的输出图像,它被显示在屏幕上,与此同时,所有的渲染命令绘制**后缓冲**。所有的渲染命令执行结束,我们就把后缓冲**交换**到前缓冲,这样图像就会立即显示到用户面前了,前面提到的不真实感就这样被解决了。
</div>
## 最后一件事
退出游戏循环后,我们就可以合理地清理/释放之前分配的所有资源了。我们可以在`main`函数结尾使用`glfwTerminate`函数来做这件事。
```c++
glfwTerminate();
return 0;
```
这样会清理所有资源,并正确地退出应用。现在尝试编译你的应用,如果所有事情都工作的很好你就会看到下面的结果:
![](http://www.learnopengl.com/img/getting-started/hellowindow.png)
如果出现一个枯燥的黑色图像,你就做对了!如果你没有得到这个图像,或者不知道如何把所有东西组合起来,可以看我们的[完整源码](http://www.learnopengl.com/code_viewer.php?code=getting-started/hellowindow "完整源码")。
如果你在编译应用的时候出现状况首先要确保链接器的所有配置都正确的做好了在你的IDE中正确地包含了路径前面的教程里讲过。同时你要确保代码也是对的你可以通过看源代码简单地去验证一下。如果仍然报错在下面提交一个评论写上你的问题我或者其他人会尝试帮助你。
## 输入(Input)
我们同样希望在GLFW中有些控制输入的方式我们可以使用GLFW的回调函数(Callback functions)做到这点。**回调函数**简单来说就是一个你可以设置的从而使得GLFW能够在合适的时刻调用的函数指针。其中有一个我们可以设置的回调函数是**KeyCallback**函数,它在用户使用键盘交互的时候被调用。函数的原型是:
```c++
void key_callback(GLFWwindow* window, int key, int scancode, int action, int mode);
```
按键输入函数的接收一个`GLFWwindow`参数,一个代表按下按键的整型数字,一个特定动作,按钮是被按下、还是释放,一个代表某个标识的整数告诉你`shift`、`control`、`alt`或`super`是否被同时按下。每当一个用户按下一个按钮GLFW都会调用这个函数为你的这个函数填充合适的参数。
```c++
void key_callback(GLFWwindow * window, int key, int scancode, int action, int mode)
{
// 当用户按下ESC, 我们就把WindowShouldClose设置为true, 关闭应用
if(key == GLFW_KEY_ESCAPE && action == GLFW_PRESS)
glfwSetWindowShouldClose(window, GL_TRUE);
}
```
在我们(新创建)的`key_callback`函数中,我们检查被按下的按键是否等于`ESC`健,如果是这个按键被按下(不是释放)的话,我们就用`glfwSetWindowShouldClose`设置它的`WindowShouldClose`属性为`true`来关闭GLFW。下一个主while循环条件检验会失败应用就关闭了。
最后一件事就是通过GLFW使用合适的回调注册函数。可以这么做
```c++
glfwSetKeyCallback(window, key_callback);
```
有许多回调函数可供用于注册我们自己的函数。比如,我们可以做一个回调函数处理窗口尺寸的改变,处理错误信息等等。我们要在创建窗口之后,在游戏循环初始化之前注册回调函数。
## 渲染(Rendering)
我们想把所有渲染命令都放在游戏循环里,因为我们打算在每个循环迭代里都执行所有的渲染命令。这看起来有点像这样:
```c++
// 程序循环
while(!glfwWindowShouldClose(window))
{
// 检查及调用事件
glfwPollEvents();
// 渲染指令放在这里
...
// 交换缓冲
glfwSwapBuffers(window);
}
```
我们用一种自己选择的颜色来清空屏幕,测试一下是否能够正常工作。每个渲染迭代的开始,我们都要清理屏幕,否则只能一直看到前一个迭代的结果(这可能就是你想要的效果,但通常你不会这么想)。我们可以使用`glClear`函数清理屏幕的颜色缓冲,在这个函数中我们以缓冲位(`BUFFER_BIT`)指定我们希望清理哪个缓冲。可用的位可以是`GL_COLOR_BUFFER_BIT`、`GL_DEPTH_BUFFER_BIT`和`GL_STENCIL_BUFFER_BIT`(译注:缓冲是显存上的一段空间,用来储存多种数据。)。现在,我们关心的只是颜色值,所以我们只清空颜色缓冲。
```c++
glClearColor(0.2f, 0.3f, 0.3f, 1.0f);
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
```
要注意,我们使用了`glClearColor`来设置了清空屏幕用的颜色。当调用`glClear`去清空颜色缓冲时,全部颜色缓冲都将被`glClearColor`所配置的颜色填充。本例会填充为暗蓝绿(Dark Green-blueish)色。
<div style="border:solid #AFDFAF;border-radius:10px;background-color:#D8F5D8;margin:10px 10px 10px 0px;padding:10px">
你可能会回想起OpenGL教程`glClearColor`函数是一个状态设置函数,`glClear`是一个状态使用函数,在这个函数里,它从当前状态获取清空所用的颜色。
</div>
![](http://www.learnopengl.com/img/getting-started/hellowindow2.png)
这个应用的完整代码可以在[这里](http://www.learnopengl.com/code_viewer.php?code=getting-started/hellowindow2 "这里")找到。
现在我们已经准备好把游戏循环用大量渲染函数填满了,但是这是下节要做的事。我认为我们已经在这里讲地够久的了。