1. 创建窗口
创建一个OpenGL上下文(Context)和一个用于显示的窗口。
然而，这在每个系统上都是不一样的，OpenGL有意将这些操作抽象(Abstract)出去。这意味着我们不得不自己处理创建窗口，定义OpenGL上下文以及处理用户输入。第三方库节省了我们书写操作系统相关代码的时间，提供给我们一个窗口和一个OpenGL上下文用来渲染。这里我们使用GLFW（GLFW的安装教程）：
话不多说，show me your code。由于比较简单，直接对照代码进行注释说明查看即可。
#include <glad/glad.h>
#include <GLFW/glfw3.h>
#include <iostream>
void framebuffer_size_callback(GLFWwindow* window, int width, int height);
void processInput(GLFWwindow *window);
const unsigned int SCR_WIDTH = 800;
const unsigned int SCR_HEIGHT = 600;
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);
//glfwWindowHint(GLFW_OPENGL_FORWARD_COMPAT, GL_TRUE);
// 创建一个窗口
GLFWwindow* window = glfwCreateWindow(SCR_WIDTH, SCR_HEIGHT, "LearnOpenGL", NULL, NULL);
if (window == NULL)
{
std::cout << "Failed to create GLFW window" << std::endl;
glfwTerminate();
return -1;
}
glfwMakeContextCurrent(window);
// 注册回调，注册这个函数，告诉GLFW我们希望每当窗口调整大小的时候调用这个函数：
glfwSetFramebufferSizeCallback(window, framebuffer_size_callback);
// 初始化GLAD
// GLAD是用来管理OpenGL的函数指针的，所以在调用任何OpenGL的函数之前我们需要初始化GLAD
if (!gladLoadGLLoader((GLADloadproc)glfwGetProcAddress))
{
std::cout << "Failed to initialize GLAD" << std::endl;
return -1;
}
// 渲染循环
while (!glfwWindowShouldClose(window))
{
// 获取输入
processInput(window);
// 渲染指令
glClearColor(0.2f, 0.3f, 0.3f, 1.0f);
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
// 检查并调用事件，交换缓冲
glfwSwapBuffers(window);
glfwPollEvents();
}
// 当渲染循环结束后我们需要正确释放/删除之前的分配的所有资源
glfwTerminate();
return 0;
}
// 处理所有的输入：查询GLFW是否在这一帧中按下/释放了相关按键，并作出相应的反应。
void processInput(GLFWwindow *window)
{
if (glfwGetKey(window, GLFW_KEY_ESCAPE) == GLFW_PRESS)
glfwSetWindowShouldClose(window, true);
}
// 每当窗口大小改变时（由操作系统或用户调整大小），这个回调函数就会执行
void framebuffer_size_callback(GLFWwindow* window, int width, int height)
{
// 确保视口与新窗口的尺寸一致；
// 注意宽度和高度在视网膜显示器上会比指定的大得多。
glViewport(0, 0, width, height);
}如果一切正常的话我们可以得到如下的效果，有一个绿色的窗口，可以调整其大小，按下ESE键时退出渲染循环，程序运行结束。
2. 绘制一个三角形/矩形
在OpenGL中，任何事物都在3D空间中，而屏幕和窗口却是2D像素数组，3D坐标转为2D坐标的处理过程是由OpenGL的图形渲染管线（一堆原始图形数据途经一个输送管道，期间经过各种变化处理最终出现在屏幕的过程）管理的。图形渲染管线可以被划分为两个主要部分：第一部分把你的3D坐标转换为2D坐标，第二部分是把2D坐标转变为实际的有颜色的像素。
图形渲染管线的第一个部分是顶点着色器(Vertex Shader)，它把一个单独的顶点作为输入。顶点着色器主要的目的是对3D坐标进行变换，同时顶点着色器允许我们对顶点属性进行一些基本处理。
图元装配(Primitive Assembly)阶段将顶点着色器输出的所有顶点作为输入（如果是GL_POINTS，那么就是一个顶点），并所有的点装配成指定图元的形状；本节例子中是一个三角形。
图元装配阶段的输出会传递给几何着色器(Geometry Shader)。几何着色器把图元形式的一系列顶点的集合作为输入，它可以通过产生新顶点构造出新的（或是其它的）图元来生成其他形状。例子中，它生成了另一个三角形。
几何着色器的输出会被传入光栅化阶段(Rasterization Stage)，这里它会把图元映射为最终屏幕上相应的像素，生成供片段着色器(Fragment Shader)使用的片段(Fragment)。在片段着色器运行之前会执行裁切(Clipping)。裁切会丢弃超出你的视图以外的所有像素，用来提升执行效率。
片段着色器的主要目的是计算一个像素的最终颜色，这也是所有OpenGL高级效果产生的地方。通常，片段着色器包含3D场景的数据（比如光照、阴影、光的颜色等等），这些数据可以被用来计算最终像素的颜色。
在所有对应颜色值确定以后，最终的对象将会被传到最后一个阶段，我们叫做Alpha测试和混合(Blending)阶段。这个阶段检测片段的对应的深度（和模板(Stencil)）值（后面会讲），用它们来判断这个像素是其它物体的前面还是后面，决定是否应该丢弃。这个阶段也会检查alpha值（alpha值定义了一个物体的透明度）并对物体进行混合(Blend)。所以，即使在片段着色器中计算出来了一个像素输出的颜色，在渲染多个三角形的时候最后的像素颜色也可能完全不同。
#include <glad/glad.h>
#include <GLFW/glfw3.h>
#include <iostream>
void framebuffer_size_callback(GLFWwindow* window, int width, int height);
void processInput(GLFWwindow *window);
const unsigned int SCR_WIDTH = 800;
const unsigned int SCR_HEIGHT = 600;
// 顶点着色器的源代码
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";
// 像素着色器的源代码
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()
{
// 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);
//glfwWindowHint(GLFW_OPENGL_FORWARD_COMPAT, GL_TRUE);
// 创建一个窗口
GLFWwindow* window = glfwCreateWindow(SCR_WIDTH, SCR_HEIGHT, "LearnOpenGL", NULL, NULL);
if (window == NULL)
{
std::cout << "Failed to create GLFW window" << std::endl;
glfwTerminate();
return -1;
}
glfwMakeContextCurrent(window);
// 注册回调，注册这个函数，告诉GLFW我们希望每当窗口调整大小的时候调用这个函数：
glfwSetFramebufferSizeCallback(window, framebuffer_size_callback);
// 初始化GLAD
// GLAD是用来管理OpenGL的函数指针的，所以在调用任何OpenGL的函数之前我们需要初始化GLAD
if (!gladLoadGLLoader((GLADloadproc)glfwGetProcAddress))
{
std::cout << "Failed to initialize GLAD" << std::endl;
return -1;
}
/************************************************************************************/
/*建立并编译我们的着色器程序*/
// 顶点着色器
unsigned int vertexShader = glCreateShader(GL_VERTEX_SHADER);
glShaderSource(vertexShader, 1, &vertexShaderSource, NULL);
glCompileShader(vertexShader);
// 检查是否有运行错误
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;
}
// 像素着色器
unsigned int fragmentShader = glCreateShader(GL_FRAGMENT_SHADER);
glShaderSource(fragmentShader, 1, &fragmentShaderSource, NULL);
glCompileShader(fragmentShader);
glGetShaderiv(fragmentShader, GL_COMPILE_STATUS, &success);
// 检查是否有运行错误
if (!success)
{
glGetShaderInfoLog(fragmentShader, 512, NULL, infoLog);
std::cout << "ERROR::SHADER::FRAGMENT::COMPILATION_FAILED\n" << infoLog << std::endl;
}
// 链接着色器
unsigned int shaderProgram = glCreateProgram();
glAttachShader(shaderProgram, vertexShader);
glAttachShader(shaderProgram, fragmentShader);
glLinkProgram(shaderProgram);
// 检查是否有运行错误
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);
/************************************************************************************/
/*设置顶点数据（和缓冲区）并配置顶点属性*/
// 原始数据
float vertices[] = {
0.5f, 0.5f, 0.0f, // top right
0.5f, -0.5f, 0.0f, // bottom right
-0.5f, -0.5f, 0.0f, // bottom left
-0.5f, 0.5f, 0.0f // top left
};
unsigned int indices[] = { // note that we start from 0!
0, 1, 3, // first Triangle
1, 2, 3 // second Triangle
};
// 初始化代码（只运行一次 (除非你的物体频繁改变)）
// 首先绑定顶点数组对象，然后绑定并设置顶点缓冲区，再配置顶点属性。
unsigned int VAO, VBO, EBO;
glGenVertexArrays(1, &VAO);
glGenBuffers(1, &VBO);
glGenBuffers(1, &EBO);
// 绑定顶点数组对象VAO
glBindVertexArray(VAO);
// 把顶点缓冲对象VBO捆绑到GL_ARRAY_BUFFER
glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, VBO);
// 复制缓冲中供OpenGL使用
glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(vertices), vertices, GL_STATIC_DRAW);
// 同理对元素缓冲对象EBO进行操作
glBindBuffer(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, EBO);
glBufferData(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, sizeof(indices), indices, 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);
// 完成操作后解绑
glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, 0);
glBindVertexArray(0);
// GL_LINE：使用线框绘制
// GL_FILL：填充绘制
glPolygonMode(GL_FRONT_AND_BACK, GL_LINE);
// 渲染循环
while (!glfwWindowShouldClose(window))
{
// 获取输入
processInput(window);
// 渲染指令
glClearColor(0.2f, 0.3f, 0.3f, 1.0f);
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
glUseProgram(shaderProgram);
glBindVertexArray(VAO);
// 绘制三角形
glDrawArrays(GL_TRIANGLES, 0, 3);
// 绘制矩形
//glDrawElements(GL_TRIANGLES, 6, GL_UNSIGNED_INT, 0);
// 检查并调用事件，交换缓冲
glfwSwapBuffers(window);
glfwPollEvents();
}
// 可选的：一旦所有的资源超过了它们的目标，就取消它们的分配。
glDeleteVertexArrays(1, &VAO);
glDeleteBuffers(1, &VBO);
glDeleteBuffers(1, &EBO);
glDeleteProgram(shaderProgram);
// 当渲染循环结束后我们需要正确释放/删除之前的分配的所有资源
glfwTerminate();
return 0;
}
// 处理所有的输入：查询GLFW是否在这一帧中按下/释放了相关按键，并作出相应的反应。
void processInput(GLFWwindow *window)
{
if (glfwGetKey(window, GLFW_KEY_ESCAPE) == GLFW_PRESS)
glfwSetWindowShouldClose(window, true);
}
// 每当窗口大小改变时（由操作系统或用户调整大小），这个回调函数就会执行
void framebuffer_size_callback(GLFWwindow* window, int width, int height)
{
// 确保视口与新窗口的尺寸一致；
// 注意宽度和高度在视网膜显示器上会比指定的大得多。
glViewport(0, 0, width, height);
}
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