OpenGL之GLFW入门学习
本學期開設了計算機圖形學課程，但是用的是glut+OpenGL的組合。然而蘋果已經在N年前就棄用了這個庫，只能尋找替代品了。今天就入門一下GLFW庫。
首先，我們需要到官網下載GLFW（地址：http://www.glfw.org）
本篇不講安裝，安裝請自行百度
官網上給了一個簡單的例子來說明如何使用
#include <GLFW/glfw3.h>
int main(void)
{
GLFWwindow* window;
/* 初始化glfw庫 */
if (!glfwInit())
return -1;
/* 創建一個窗口和它的OpenGL上下文 */
window = glfwCreateWindow(640, 480, "Hello World", NULL, NULL);
if (!window)
{
/* 沒有創建會返回NULL */
glfwTerminate();
return -1;
}
/* 設置當前的窗口上下文 */
glfwMakeContextCurrent(window);
/* 循環，直到用戶關閉窗口 */
while (!glfwWindowShouldClose(window))
{
/* 在這里做渲染 */
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
/* 交換緩沖區，即在window上更新內容 */
glfwSwapBuffers(window);
/* 輪詢事件 */
glfwPollEvents();
}
glfwTerminate();
return 0;
}
下面說一說基本的使用
引用頭文件
#include <GLFW/glfw3.h>
要注意的是，引用了這個頭文件之后就不要再引用你自己的OpenGL頭文件了，如果是Windows系統，<windows.h>也不必引用了。
GLFW還特意強調了，某些平臺（Windows就是你）只提供了舊版本OpenGL頭文件，需要使用一個Extension loader library。
如果使用這種庫，請在引用GLFW庫之前引用它，比如glad庫
#include <glad/glad.h>
#include <GLFW/glfw3.h>
初始化GLFW
if (!glfwInit())
{
// 初始化失敗執行的操作
}
終止GLFW
當你使用完畢后，請在程序退出前及時終止它
glfwTerminate();設置錯誤回調
當程序發生錯誤的時候，你可以通過這個函數來捕獲錯誤
void error_callback(int error, const char* description)
{
fprintf(stderr, "Error: %s\n", description);
}
當然你要在使用之前把它設置好
glfwSetErrorCallback(error_callback);創建窗口以及上下文
GLFWwindow* window = glfwCreateWindow(640, 480, "My Title", NULL, NULL);
if (!window)
{
// 創建失敗需要執行的操作
}
其中第一個參數是窗口寬度，第二個參數是窗口高度，第三個參數是窗口標題，第四個參數是顯示模式，NULL為窗口化，如果需要顯示全屏，則需要指定覆蓋的顯示器，在這里不多講，第五個參數是設置與那個窗口共享資源，默認為NULL，即不共享資源。
另外，由于GFLW創建的OpenGL上下文可能是任何版本的，所以你可以設置OpenGL的最低版本。
下面的代碼設置了OpenGL最低版本為2.0。
glfwWindowHint(GLFW_CONTEXT_VERSION_MAJOR, 2); // OpenGL主版本號
glfwWindowHint(GLFW_CONTEXT_VERSION_MINOR, 0); // OpenGL副版本號
GLFWwindow* window = glfwCreateWindow(640, 480, "My Title", NULL, NULL);
if (!window)
{
// 創建失敗需要執行的操作
}
窗口句柄被傳遞給所有與窗口相關的函數，并被提供給所有與窗口相關的回調函數，所以它們可以告知哪個窗口收到了事件。
當你不再需要某個窗口及上下文時，請銷毀它。
glfwDestroyWindow(window);
注意：此函數一旦被調用，將不會再有任何事件產生，并且該句柄將無效。
設置當前OpenGL上下文
在使用OpenGL API之前，你必須設置好當前的OpenGL上下文
glfwMakeContextCurrent(window);
這個上下文將會一直被保持，直到你設置了另一個上下文或者擁有當前上下文的窗口被銷毀。
如果你使用Extension loader library來加載OpenGL，那么這是初始化它的時候，Loader需要一個當前的上下文來加載它，比如glad庫。
gladLoadGLLoader((GLADloadproc) glfwGetProcAddress);檢查窗口是否關閉
每個窗口都有一個標志表示它是否應該被關閉，當用戶嘗試關閉窗口時，會按窗口的關閉按鈕或者使用Alt+F4組合鍵，此時，這個標志會設置為1。但是，此時窗口沒有關閉，所以你需要監視這個標志，及時銷毀窗口并給予用戶反饋。
while (!glfwWindowShouldClose(window))
{
// 此時窗口還在運行
}
你可以設置glfwSetWindowCloseCallback回調函數，當用戶關閉窗口后會立即調用該函數。
你也可以設置glfwSetWindowShouldClose回調函數，比如設置某些鍵為關閉窗口快捷鍵。
獲取輸入事件
首先我們設置一個事件處理函數
static void key_callback(GLFWwindow* window, int key, int scancode, int action, int mods)
{
if (key == GLFW_KEY_ESCAPE && action == GLFW_PRESS)
glfwSetWindowShouldClose(window, GLFW_TRUE);
}
然后我們要設置回調函數
glfwSetKeyCallback(window, key_callback);
使用OpenGL渲染
當你有了當前的上下文之后，你就可以正常使用OpenGL了，不過你還需要為glViewport獲取Framebuffer的尺寸。
int width, height;
glfwGetFramebufferSize(window, &width, &height);
glViewport(0, 0, width, height);
當窗口大小改變的時候，你可以使用glfwSetFramebufferSizeCallback回調函數重新設置尺寸。
讀取時間
要創建平滑的動畫，需要時間源。 GLFW提供一個計時器，該計時器返回自初始化以來的秒數。該時間源在每個平臺上都是最準確的，而且精確到微秒或納秒級。
double time = glfwGetTime();
交換緩沖區
GLFW在默認情況下使用兩個緩沖區。 這意味著每個窗口有兩個渲染緩沖區——前緩沖區和后緩沖區。 前緩沖區是正在顯示的緩沖區，后緩沖區是即將顯示的緩沖區。
當整個幀已經被渲染時，緩沖器需要彼此交換，因此后緩沖器變為前緩沖器，反之亦然。
glfwSwapBuffers(window);
交換間隔表示交換緩沖區之前等待的幀數，通常稱為vsync。 默認情況下，交換間隔為0，但因為屏幕每秒只更新60-75次，所以大部分的畫面不會被顯示。而且，緩沖區有可能在屏幕更新的中間交換，出現屏幕撕裂的情況。
所以，可以將該間隔設為1，即每幀更新一次。 它可以設置為更高的值，但這可能導致輸入延遲。
glfwSwapInterval(1);事件處理
GLFW需要定期與窗口通信，以便接收事件。 事件處理必須在有可見窗口的情況下進行，并且通常在緩沖區交換后每幀執行一次。
有兩種方法用于處理掛起的事件; 輪詢和等待。
glfwPollEvents();當你制作游戲或是動畫時，盡量使用輪詢。 如果相反，你需要在產生事件后才渲染，可是通過等待來處理事件，即glfwWaitEvent，比如制作編輯器的時候，使用等待可以節省大量硬件資源。
示例程序
這個程序會創建一個640×480的窗口，并啟動一個循環，清除屏幕，呈現三角形并處理事件，直到用戶按下Escape或關閉窗口。
#include <glad/glad.h>
#include <GLFW/glfw3.h>
#include "linmath.h"
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
static const struct
{
float x, y;
float r, g, b;
} vertices[3] =
{
{ -0.6f, -0.4f, 1.f, 0.f, 0.f },
{ 0.6f, -0.4f, 0.f, 1.f, 0.f },
{ 0.f, 0.6f, 0.f, 0.f, 1.f }
};
static const char* vertex_shader_text =
"uniform mat4 MVP;\n"
"attribute vec3 vCol;\n"
"attribute vec2 vPos;\n"
"varying vec3 color;\n"
"void main()\n"
"{\n"
" gl_Position = MVP * vec4(vPos, 0.0, 1.0);\n"
" color = vCol;\n"
"}\n";
static const char* fragment_shader_text =
"varying vec3 color;\n"
"void main()\n"
"{\n"
" gl_FragColor = vec4(color, 1.0);\n"
"}\n";
static void error_callback(int error, const char* description)
{
fprintf(stderr, "Error: %s\n", description);
}
static void key_callback(GLFWwindow* window, int key, int scancode, int action, int mods)
{
if (key == GLFW_KEY_ESCAPE && action == GLFW_PRESS)
glfwSetWindowShouldClose(window, GLFW_TRUE);
}
int main(void)
{
GLFWwindow* window;
GLuint vertex_buffer, vertex_shader, fragment_shader, program;
GLint mvp_location, vpos_location, vcol_location;
glfwSetErrorCallback(error_callback);
if (!glfwInit())
exit(EXIT_FAILURE);
glfwWindowHint(GLFW_CONTEXT_VERSION_MAJOR, 2);
glfwWindowHint(GLFW_CONTEXT_VERSION_MINOR, 0);
window = glfwCreateWindow(640, 480, "Simple example", NULL, NULL);
if (!window)
{
glfwTerminate();
exit(EXIT_FAILURE);
}
glfwSetKeyCallback(window, key_callback);
glfwMakeContextCurrent(window);
gladLoadGLLoader((GLADloadproc) glfwGetProcAddress);
glfwSwapInterval(1);
// NOTE: OpenGL error checks have been omitted for brevity
glGenBuffers(1, &vertex_buffer);
glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, vertex_buffer);
glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(vertices), vertices, GL_STATIC_DRAW);
vertex_shader = glCreateShader(GL_VERTEX_SHADER);
glShaderSource(vertex_shader, 1, &vertex_shader_text, NULL);
glCompileShader(vertex_shader);
fragment_shader = glCreateShader(GL_FRAGMENT_SHADER);
glShaderSource(fragment_shader, 1, &fragment_shader_text, NULL);
glCompileShader(fragment_shader);
program = glCreateProgram();
glAttachShader(program, vertex_shader);
glAttachShader(program, fragment_shader);
glLinkProgram(program);
mvp_location = glGetUniformLocation(program, "MVP");
vpos_location = glGetAttribLocation(program, "vPos");
vcol_location = glGetAttribLocation(program, "vCol");
glEnableVertexAttribArray(vpos_location);
glVertexAttribPointer(vpos_location, 2, GL_FLOAT, GL_FALSE,
sizeof(float) * 5, (void*) 0);
glEnableVertexAttribArray(vcol_location);
glVertexAttribPointer(vcol_location, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE,
sizeof(float) * 5, (void*) (sizeof(float) * 2));
while (!glfwWindowShouldClose(window))
{
float ratio;
int width, height;
mat4x4 m, p, mvp;
glfwGetFramebufferSize(window, &width, &height);
ratio = width / (float) height;
glViewport(0, 0, width, height);
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
mat4x4_identity(m);
mat4x4_rotate_Z(m, m, (float) glfwGetTime());
mat4x4_ortho(p, -ratio, ratio, -1.f, 1.f, 1.f, -1.f);
mat4x4_mul(mvp, p, m);
glUseProgram(program);
glUniformMatrix4fv(mvp_location, 1, GL_FALSE, (const GLfloat*) mvp);
glDrawArrays(GL_TRIANGLES, 0, 3);
glfwSwapBuffers(window);
glfwPollEvents();
}
glfwDestroyWindow(window);
glfwTerminate();
exit(EXIT_SUCCESS);
}
作者：阿登喬治
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來源：簡書
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總結
以上是生活随笔為你收集整理的OpenGL之GLFW入门学习的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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