使用CLion编译OGLPG-9th-Edition源码

  OpenGL是一种可以对图形硬件设备特性进行访问的软件库，它的1.0版本发布于1994年7月，主要用于计算机图形学。随着AR和VR的发展，计算机图形学算法会变的日益重要，比如光线追踪[RayTracing]。

一.编译源码

使用CLion打开OGLPG-9th-Edition源码[1]，在根目录下创建build文件夹，然后cd build，执行命令cmake ..，报错如下所示： 解决方法是注释CMakeLists.txt文件中的92-94行代码：

二.遇到问题

  遇到无法打开文件glfw3_d.lib问题时，需要编译OGLPG-9th-Edition\lib\glfw源码[3]： 编译解决方案，在OGLPG-9th-Edition\lib\glfw\build\src\Debug中可以找到glfw3.lib和glfw3.pdb文件： 将glfw3.lib和glfw3.pdb重命名为glfw3_d.lib和glfw3_d.pdb后，拷贝到OGLPG-9th-Edition\lib目录下面：

三.运行例子

运行例子01-keypress.cpp如下所示： 运行例子01-triangles.cpp如下所示：

四.01-triangles.cpp源码分析

(1)顶点着色器和片元着色器
GLFW库是什么呢？GLFW是用来创建OpenGL上下文以及操作窗口的一个第三方库。那Glew库又是什么呢？由于各个平台和显卡厂家的OpenGL的API都有区别，Glew[OpenGL Extension Wrangler Library]就是把这些个API整合起来的一个库。顶点着色（包括细分和几何着色）决定了一个图元应该位于屏幕的什么位置，而片元着色使用这些信息来决定某个片元的颜色应该是什么。
(2)OpenGL和C数据类型对应关系

后缀	数据类型	C语言数据类型	对应的OpenGL类型
b	8位整型	signed char	GLbyte
s	16位整型	signed short	GLshort
i	32位整型	int	GLint、GLsizei
f	32位浮点型	float	GLfloat、GLclampf
d	64位浮点型	double	GLdouble、GLclampd
ub	8位无符号整型	unsigned char	GLubyte
us	16位无符号整型	unsigned short	GLushort
ui	32位无符号整型	unsigned int	GLuint、GLenum、GLbitfield

(3)01-triangles.cpp文件源码和注释

#include "vgl.h"
#include "LoadShaders.h"

enum VAO_IDs { Triangles, NumVAOs };
enum Buffer_IDs { ArrayBuffer, NumBuffers };
enum Attrib_IDs { vPosition = 0 };

GLuint  VAOs[NumVAOs];
GLuint  Buffers[NumBuffers];

const GLuint  NumVertices = 6;

void init( void )
{
    // n：指定要生成的顶点数组对象名字的数量
    // arrays：指定生成的顶点数组对象名字要存储的数组
    // 分配顶点数组对象：返回n个未使用的对象名到数组arrays中，用作顶点数组对象
    glGenVertexArrays( NumVAOs, VAOs );

    // array：指定绑定的顶点数组的名字
    // 创建并绑定一个顶点数组对象
    glBindVertexArray( VAOs[Triangles] );

    GLfloat  vertices[NumVertices][2] = {
        { -0.90f, -0.90f }, {  0.85f, -0.90f }, { -0.90f,  0.85f },  // Triangle 1
        {  0.90f, -0.85f }, {  0.90f,  0.90f }, { -0.85f,  0.90f }   // Triangle 2
    };

    // void glCreateBuffers(GLsizei n, GLuint* buffers);
    // 返回n个当前未使用的缓存对象名称（每个都表示一个新创建的缓存对象），并保存到buffers数组中
    glCreateBuffers( NumBuffers, Buffers );

    // void glBindBuffer(GLenum target, GLuint buffer);
    // 将名称为buffer的缓存对象绑定到target所指定的缓存结合点。target必须是OpenGL支持的缓存绑定目标之一，buffer必须是通过glCreateBuffers()分配的名称。
    // 如果buffer是第一次被绑定，那么它所对应的缓存对象也将同时被创建。
    glBindBuffer( GL_ARRAY_BUFFER, Buffers[ArrayBuffer] );

    // void glBufferStorage(GLenum target, GLsizeiptr size, const void * data, GLbitfield flags);
    // glBufferStorage为当前绑定到目标缓冲区对象创建新的不可变数据存储
    glBufferStorage( GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(vertices), vertices, 0);

    ShaderInfo  shaders[] =
    {
        { GL_VERTEX_SHADER, "media/shaders/triangles/triangles.vert" },
        { GL_FRAGMENT_SHADER, "media/shaders/triangles/triangles.frag" },
        { GL_NONE, NULL }
    };

    GLuint program = LoadShaders( shaders );
    glUseProgram( program );

    // glVertexAttribPointer(GLuint index, GLint size, GLenum type, GLboolean normalized, GLsizei stride, const GLvoid *pointer);
    // index：着色器中的属性位置
    // size：表示每个顶点需要更新的分量数目，可以是1、2、3、4或GL_BGRA
    // type：指定数组中每个元素的数据类型
    // normalized：设置顶点数据在存储前是否需要进行归一化
    // stride：数组中每两个元素之间的大小偏移值
    // pointer：表示缓存对象中，从起始位置开始计算的数组数据的偏移值，使用基本的系统单位byte
    glVertexAttribPointer( vPosition, 2, GL_FLOAT, GL_FALSE, 0, BUFFER_OFFSET(0) );
    glEnableVertexAttribArray( vPosition );
}

void display( void )
{
    static const float black[] = { 0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f };

    // 清除帧缓存中的数据再进行渲染
    // GL_COLOR：清除的缓存类型
    // 0：设置要清除的缓存索引
    // back：设置清除缓存之后的颜色
    glClearBufferfv(GL_COLOR, 0, black);

    // 选择作为顶点数据使用的顶点数组
    glBindVertexArray( VAOs[Triangles] );

    // 请求渲染几何图元
    glDrawArrays( GL_TRIANGLES, 0, NumVertices );
}

int main( int argc, char** argv )
{
    // glfw初始化和配置
    glfwInit();

    // 同时创建渲染窗口换个一个新的OpenGL环境，用来执行渲染指令
    GLFWwindow* window = glfwCreateWindow(800, 600, "Triangles", NULL, NULL);

    // 设置window中的窗口所关联的OpenGL环境为当前环境
    glfwMakeContextCurrent(window);
    // 初始化GL3W库，创建OpenGL环境前，这个方向必须调用一次
    gl3wInit();

    // 设置程序中用到的数据
    init();

    while (!glfwWindowShouldClose(window))
    {
        // 渲染工作
        display();
        // 交换该窗口前端和后端的缓存，重回内容并且显示出来
        glfwSwapBuffers(window);
        // 处理所有的等待事件，检查操作系统返回的任何信息
        glfwPollEvents();
    }

    // 销毁指定窗口和它的上下文环境，判断是否需要关闭窗口
    glfwDestroyWindow(window);

    // 关闭GLFW库
    glfwTerminate();
}

(4)顶点着色器triangles.vert文件代码和注释

#version 400 core //OpenGL着色语言版本

layout( location = 0 ) in vec4 vPosition; //保存顶点位置信息

void main()
{
    gl_Position = vPosition; //将输入顶点位置复制到顶点着色器的指定输出位置
}

(5)片元着色器文件代码和注释

#version 450 core

out vec4 fColor; //片元所对应的颜色值

void main()
{
    fColor = vec4(0.5, 0.4, 0.8, 1.0);
}

参考文献：
[1]The OpenGL Programming Guide 9th Edition：http://www.opengl-redbook.com/
[2]OpenGL Red Book Example Code：https://github.com/openglredbook/examples
[3]GLFW源码下载-编译-使用：http://t.zoukankan.com/Doyoung-p-13690602.html
[4]OpenGL编程指南[第9版]

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