OpenGL学习笔记_简介_环境配置_创建一个窗口实例

一. 基本概念 OpenGL

本身并不是一个API，它仅仅是一个由Khronos组织制定并维护的规范(Specification)。OpenGL规范并没有规定实现的细节，具体的OpenGL库允许使用不同的实现，实际的OpenGL库的开发者通常是显卡的生产商。

图形渲染管线

OpenGL中的顶点、像素等数据需要通过不同阶段的处理，才能产生最后的可视图像，就像是工厂里的生产线，称为图形渲染管线。

状态机

OpenGL自身是一个巨大的状态机(State Machine)：一系列的变量描述OpenGL此刻应当如何运行。OpenGL的状态通常被称为OpenGL上下文(Context)。我们通常使用如下途径去更改OpenGL状态：设置选项，操作缓冲。最后，我们使用当前OpenGL上下文来渲染。

假设当我们想告诉OpenGL去画线段而不是三角形的时候，我们通过改变一些上下文变量来改变OpenGL状态，从而告诉OpenGL如何去绘图。一旦我们改变了OpenGL的状态为绘制线段，下一个绘制命令就会画出线段而不是三角形。

当使用OpenGL的时候，我们会遇到一些状态设置函数(State-changing Function)，这类函数将会改变上下文。以及状态使用函数(State-using Function)，这类函数会根据当前OpenGL的状态执行一些操作。只要你记住OpenGL本质上是个大状态机，就能更容易理解它的大部分特性。

对象

OpenGL库是用C语言写的，同时也支持多种语言的派生，但其内核仍是一个C库。由于C的一些语言结构不易被翻译到其它的高级语言，因此OpenGL开发的时候引入了一些抽象层。“对象(Object)”就是其中一个。

在OpenGL中一个对象是指一些选项的集合，它代表OpenGL状态的一个子集。比如，我们可以用一个对象来代表绘图窗口的设置，之后我们就可以设置它的大小、支持的颜色位数等等。可以把对象看做一个C风格的结构体(Struct)。

// OpenGL的状态
struct OpenGL_Context {
    ...
    object* object_Window_Target;
    ...    
};

// 创建对象
unsigned int objectId = 0;
glGenObject(1, &objectId);

// 绑定对象至上下文
glBindObject(GL_WINDOW_TARGET, objectId);

// 设置当前绑定到 GL_WINDOW_TARGET 的对象的一些选项
glSetObjectOption(GL_WINDOW_TARGET, GL_OPTION_WINDOW_WIDTH, 800);
glSetObjectOption(GL_WINDOW_TARGET, GL_OPTION_WINDOW_HEIGHT, 600);

// 将上下文对象设回默认
glBindObject(GL_WINDOW_TARGET, 0);

这一小段代码展现了你以后使用OpenGL时常见的工作流。我们首先创建一个对象，然后用一个id保存它的引用（实际数据被储存在后台）。然后我们将对象绑定至上下文的目标位置（例子中窗口对象目标的位置被定义成GL_WINDOW_TARGET）。接下来我们设置窗口的选项。最后我们将目标位置的对象id设回0，解绑这个对象。设置的选项将被保存在objectId所引用的对象中，一旦我们重新绑定这个对象到GL_WINDOW_TARGET位置，这些选项就会重新生效。

使用对象的一个好处是在程序中，我们不止可以定义一个对象，并设置它们的选项，每个对象都可以是不同的设置。在我们执行一个使用OpenGL状态的操作的时候，只需要绑定含有需要的设置的对象即可。比如说我们有一些作为3D模型数据（一栋房子或一个人物）的容器对象，在我们想绘制其中任何一个模型的时候，只需绑定一个包含对应模型数据的对象就可以了（当然，我们需要先创建并设置对象的选项）。拥有数个这样的对象允许我们指定多个模型，在想画其中任何一个的时候，直接将对应的对象绑定上去，便不需要再重复设置选项了。

几个常用库

创建在OpenGL之上，提供了OpenGL本身没有的功能：

1）libGL*：原生库，随OpenGL一起发布

2）GLU*：实用库,随OpenGL一起发布

3）GLUT：（OpenGL Utility Toolkit）实用工具库，老(OpenGL 1.0的基本函数功能标准，90年代)，不建议使用，跨平台，提供基本的窗口功能（窗口操作函数，窗口初始化、窗口大小、窗口位置等函数；回调函数：响应刷新消息、键盘消息、鼠标消息、定时器函数等）；创建复杂的三维物体；菜单函数；程序运行函数。gult对应的开源实现是freegult。

freeglut glut*：glut的开源实现，完全兼容glut，算glut的代替品，但是bug较多，所以下面的glfw应运而生

4）GLUI：C++界面库，它提供了buttons, checkboxes, radio buttons, 等常用控件，以及OPENGL支持。GLUI界面系统依赖于GLUT来处理窗口、和鼠标管理等，而绘制部分采用OPENGL绘制

5）GLFW：( 轻量级Light Weight、开源、跨平台的library，新技术)是一个专门针对OpenGL的C语言库，它提供了一些渲染物体所需的最低限度的接口。支持OpenGL及OpenGL ES；它允许用户创建OpenGL上下文，定义窗口参数以及处理用户输入等；除了跨平台必要做的事情都没有做；开发目的是用于替代glut的

6）GL3W*：核心文件加载库，获取OpenGL核心配置文件规范所提供功能的最简方法

7）GLEE：(GL Easy Extension library)，OpenGL的一个免费跨平台扩展加载库。它提供了对OpenGL功能的无缝支持，支持版本3.0和近400个扩展。

8）GLEW： （OpenGL Extension Wrangler Library）跨平台的C++扩展库，（OpenGL2.0之后的一个工具函数）它的出现是为了方便的管理平台与OpenGL版本不匹配，以及方便的解决不同显卡特有的硬件接口支持（glew跨平台）简化平台代码繁琐的调用；只要包含一个glew.h头文件，你就能使用gl,glu,glext,wgl,glx的全 部函数。（目前最通用的库，，github上面一直在维护更新）

9）GLAD：（目前最新的库）是glew的升级版。用哪个都行。就是glew比较老，glad比较新。基于官方规格的多语言GL、GLES、EGL、GLX、WGL装载机/生成器。一般结合GLFW使用（GLAD是用来管理OpenGL的函数指针的---gladLoadGLLoader((GLADloadproc)glfwGetProcAddress)）。

 

OpenGL Performer库

由SGI开发并可以在IRIX、Linux和Microsoft Windows的一些版本上使用，构建于OpenGL，可以创建实时可视化仿真程序。

当开发者需要使用最新的OpenGL扩展时，他们往往需要使用GLEW或者是GLEE库提供的功能，可以在程序的运行期判断当前硬件是否支持相关的扩展，防止程序崩溃甚至造成硬件损坏。

OpenGL ES (OpenGL for Embedded Systems)

是 OpenGL 三维图形 API 的子集，针对手机、PDA和游戏主机等嵌入式设备而设计。在OpenGL ES的世界里，没有四边形、多边形，无论多复杂的图形都是由点、线和三角形组成的，也去除了glBegin/glEnd等方法。

二. 创建一个实例窗口代码 配置环境

     VS配置OpenGL开发环境 GLFW库和GLAD库的配置：https://blog.csdn.net/qq_37338983/article/details/78997179

参考文档 

     https://learnopengl-cn.github.io/01%20Getting%20started/03%20Hello%20Window/

代码实例

#include 
#include 
#include  
#include 

//定义一个回调函数(Callback Function)，
void framebuffer_size_callback(GLFWwindow* window, int width, int height);

//处理所有的输入，查询GLFW是否按下或者释放了此帧的相关键，并做出相应的反应
void processInput(GLFWwindow *window);

int main(){

	//初始化、配置GLFW
	glfwInit();
	glfwWindowHint(GLFW_CONTEXT_VERSION_MAJOR, 3);
	glfwWindowHint(GLFW_CONTEXT_VERSION_MINOR, 3);

	//告诉GLFW我们使用的是核心模式(Core-profile)。
	//意味着我们只能使用OpenGL功能的一个子集（没有我们已不再需要的向后兼容特性）
	glfwWindowHint(GLFW_OPENGL_PROFILE, GLFW_OPENGL_CORE_PROFILE);

	//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。
	GLFWwindow *window = glfwCreateWindow(800,600,"a GLFW window",NULL,NULL);
	if (window == NULL)
	{
		std::cout