基于C++的OpenGL 01 之Hello Triangle
1. 引言
本文基于C++语言,描述OpenGL的绘制流程,这里描述的是OpenGL的核心模式(Core-profile)
本文基于Ubuntu 20.04.3 LTS系统,使用CMake构建程序,OpenGL环境搭建可参考:
笔者这里不过多描述每个名词、函数和细节,更详细的文档可以参考:
2. 流程综述
OpenGL的绘制流程(图形渲染管线,Graphics Pipeline)如下:
- 顶点着色(vertex shader)阶段将CPU传入的数据进行一定的变换处理
- 图元装配(shape assembly)阶段的就是上阶段的顶点数据处理成图元(如,三角形)
- 几何着色(geometry shader)阶段是根据一定规则将输入的图元变更或输出更多的图元(可选)
- 光栅化(rasterization)阶段的是将上阶段的图元进行计算得到图元占据的屏幕像素列表
- 片元着色(fragment)阶段是将上阶段生成的片元进行着色处理后
- 测试与混合阶段计算片元的深度、颜色等从而进行舍弃或保留
绘制流程繁琐,然而,我们能配置的只有三个蓝色的着色器部分。几何着色器可选,一般配置顶点着色器和片段着色器即可,即,以下步骤就是配置顶点着色器和片段着色器
3. 生成顶点数据
生成顶点缓冲对象(Vertex Buffer Objects, VBO)并加载数据:
float vertices[] = {
0.0f, 0.5f, 0.0f,
-0.5f, -0.5f, 0.0f,
0.5f, -0.5f, 0.0f
};
unsigned int VBO;
glGenBuffers(1, &VBO);
glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, VBO);
glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(vertices), vertices, GL_STATIC_DRAW);
4. 链接属性数据
顶点数组对象(Vertex Array Object, VAO)与VBO绑定,用于保存属性数据(先绑定VAO,再创建VBO就会绑定到VAO上):
unsigned int VAO;
glGenVertexArrays(1, &VAO);
glBindVertexArray(VAO);
float vertices[] = {
0.0f, 0.5f, 0.0f,
-0.5f, -0.5f, 0.0f,
0.5f, -0.5f, 0.0f
};
unsigned int VBO;
glGenBuffers(1, &VBO);
glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, VBO);
glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(vertices), vertices, GL_STATIC_DRAW);
glVertexAttribPointer(0, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 3 * sizeof(float), (void *)0);
glEnableVertexAttribArray(0);
5. 创建顶点着色器
创建顶点着色器(Vertex Shader)并编译:
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";
unsigned int vertexShader = glCreateShader(GL_VERTEX_SHADER);
glShaderSource(vertexShader, 1, &vertexShaderSource, nullptr);
glCompileShader(vertexShader);
6. 创建片段着色器
创建片段着色器(Fragment Shader)并编译:
const char *fragmentShaderSource =
"#version 330 core\n"
"out vec4 FragColor;"
"void main()\n"
"{\n"
"FragColor = vec4(1.0f, 0.5f, 0.2f, 1.0f);\n"
"}\0";
unsigned int fragmentShader = glCreateShader(GL_FRAGMENT_SHADER);
glShaderSource(fragmentShader, 1, &fragmentShaderSource, nullptr);
glCompileShader(fragmentShader);
7. 链接着色器
着色器程序对象(Shader Program Object)是多个着色器合并之后并最终链接完成的版本:
unsigned int shaderProgram = glCreateProgram();
glAttachShader(shaderProgram, vertexShader);
glAttachShader(shaderProgram, fragmentShader);
glLinkProgram(shaderProgram);
8. 绘制
开始(循环)绘制:
glClearColor(0.2, 0.3, 0.3, 1.0);
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
glUseProgram(shaderProgram);
glBindVertexArray(VAO);
glDrawArrays(GL_TRIANGLES, 0, 3);
9. 完整代码
基于GLFW与GLAD创建OpenGL开发环境,完整代码如下:
#include <glad/glad.h>
#include <GLFW/glfw3.h>
#include <iostream>
void framebuffer_size_callback(GLFWwindow *window, int width, int height);
void process_input(GLFWwindow *window);
unsigned int *renderInit();
void render(unsigned int shaderProgram, unsigned int VAO);
bool checkCompile(unsigned int shader);
bool checkProgram(unsigned int shaderProgram);
int main()
{
glfwInit();
glfwWindowHint(GLFW_CONTEXT_VERSION_MAJOR, 3);
glfwWindowHint(GLFW_CONTEXT_VERSION_MINOR, 3);
GLFWwindow *window = glfwCreateWindow(800, 600, "hello triangle", nullptr, nullptr);
if (window == nullptr)
{
std::cout << "Faild to create window" << std::endl;
glfwTerminate();
}
glfwMakeContextCurrent(window);
if (!gladLoadGLLoader((GLADloadproc)glfwGetProcAddress))
{
std::cout << "Faild to initialize glad" << std::endl;
return -1;
}
glad_glViewport(0, 0, 800, 600);
glfwSetFramebufferSizeCallback(window, framebuffer_size_callback);
unsigned int *arr = renderInit();
while (!glfwWindowShouldClose(window))
{
process_input(window);
// render
std::cout << arr[0] << " " << arr[1] << " " << arr[2] << std::endl;
render(arr[0], arr[1]);
glfwSwapBuffers(window);
glfwPollEvents();
}
glDeleteProgram(arr[0]);
glDeleteVertexArrays(1, &arr[1]);
glDeleteBuffers(1, &arr[2]);
glfwTerminate();
return 0;
}
void framebuffer_size_callback(GLFWwindow *window, int width, int height)
{
glViewport(0, 0, width, height);
}
void process_input(GLFWwindow *window)
{
if (glfwGetKey(window, GLFW_KEY_ESCAPE) == GLFW_PRESS)
{
glfwSetWindowShouldClose(window, true);
}
}
unsigned int *renderInit()
{
unsigned int VAO;
glGenVertexArrays(1, &VAO);
glBindVertexArray(VAO);
float vertices[] = {
0.0f, 0.5f, 0.0f,
-0.5f, -0.5f, 0.0f,
0.5f, -0.5f, 0.0f
};
unsigned int VBO;
glGenBuffers(1, &VBO);
glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, VBO);
glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(vertices), vertices, GL_STATIC_DRAW);
glVertexAttribPointer(0, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 3 * sizeof(float), (void *)0);
glEnableVertexAttribArray(0);
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";
unsigned int vertexShader = glCreateShader(GL_VERTEX_SHADER);
glShaderSource(vertexShader, 1, &vertexShaderSource, nullptr);
glCompileShader(vertexShader);
checkCompile(vertexShader);
const char *fragmentShaderSource =
"#version 330 core\n"
"out vec4 FragColor;"
"void main()\n"
"{\n"
"FragColor = vec4(1.0f, 0.5f, 0.2f, 1.0f);\n"
"}\0";
unsigned int fragmentShader = glCreateShader(GL_FRAGMENT_SHADER);
glShaderSource(fragmentShader, 1, &fragmentShaderSource, nullptr);
glCompileShader(fragmentShader);
checkCompile(fragmentShader);
unsigned int shaderProgram = glCreateProgram();
glAttachShader(shaderProgram, vertexShader);
glAttachShader(shaderProgram, fragmentShader);
glLinkProgram(shaderProgram);
checkProgram(shaderProgram);
glDeleteShader(vertexShader);
glDeleteShader(fragmentShader);
return new unsigned int[3]{shaderProgram, VAO, VBO};
}
void render(unsigned int shaderProgram, unsigned int VAO)
{
glClearColor(0.2, 0.3, 0.3, 1.0);
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
glUseProgram(shaderProgram);
glBindVertexArray(VAO);
glDrawArrays(GL_TRIANGLES, 0, 3);
}
bool checkCompile(unsigned int shader)
{
int success;
char infoLog[512];
glGetShaderiv(shader, GL_COMPILE_STATUS, &success);
if (!success)
{
glGetShaderInfoLog(shader, 512, NULL, infoLog);
std::cout << "ERROR::SHADER::COMPILATION_FAILED\n"
<< infoLog << std::endl;
return false;
}
return true;
}
bool checkProgram(unsigned int shaderProgram)
{
int success;
char infoLog[512];
glGetProgramiv(shaderProgram, GL_LINK_STATUS, &success);
if (!success)
{
glGetProgramInfoLog(shaderProgram, 512, NULL, infoLog);
return false;
}
return true;
}
代码基于CMake构建,CMakeLists.txt
如下:
cmake_minimum_required(VERSION 3.3)
set(CMAKE_C_STANDARD 11)
set(CMAKE_CXX_STANDARD 14)
project(HelloTriangle)
find_package(glfw3 REQUIRED)
find_package( OpenGL REQUIRED )
include_directories( ${OPENGL_INCLUDE_DIRS} )
file(GLOB project_file glad.c main.cpp)
add_executable(${PROJECT_NAME} ${project_file})
target_link_libraries(${PROJECT_NAME} ${OPENGL_LIBRARIES} glfw)
main.cpp
是上述代码的文件名
使用CMake构建并编译运行:
$ cmake build .
$ make
$ ./HelloTriangle
运行结果如下:
10. 参考资料
[1]你好,三角形 - LearnOpenGL CN (learnopengl-cn.github.io)
[2]【Learn OpenGL笔记】三角形(Triangle) - 知乎 (zhihu.com)
[3]基于Ubuntu搭建OpenGL开发环境 - 当时明月在曾照彩云归 - 博客园 (cnblogs.com)
基于C++的OpenGL 01 之Hello Triangle的更多相关文章
- 基于Cocos2d-x学习OpenGL ES 2.0之多纹理
没想到原文出了那么多错别字,实在对不起观众了.介绍opengl es 2.0的不多.相信介绍基于Cocos2d-x学习OpenGL ES 2.0之多纹理的,我是独此一家吧.~~ 子龙山人出了一个系列: ...
- 基于Cocos2d-x学习OpenGL ES 2.0系列——纹理贴图(6)
在上一篇文章中,我们介绍了如何绘制一个立方体,里面涉及的知识点有VBO(Vertex Buffer Object).IBO(Index Buffer Object)和MVP(Modile-View-P ...
- 基于Cocos2d-x学习OpenGL ES 2.0系列——使用VBO索引(4)
在上一篇文章中,我们介绍了uniform和模型-视图-投影变换,相信大家对于OpenGL ES 2.0应该有一点感觉了.在这篇文章中,我们不再画三角形了,改为画四边形.下篇教程,我们就可以画立方体了, ...
- Python基于回溯法解决01背包问题实例
Python基于回溯法解决01背包问题实例 这篇文章主要介绍了Python基于回溯法解决01背包问题,结合实例形式分析了Python回溯法采用深度优先策略搜索解决01背包问题的相关操作技巧,需要的朋友 ...
- 1、基于MFC的OpenGL程序
首先,使用的库是GLUT以及GLAUX,先下载两者,添加查找路径以及链接 一.单文本文件 工程openGLMFC 1.创建单文本文件 2.添加路径.链接 方法如之前篇章所示, 链接库为op ...
- 【游戏开发】基于VS2017的OpenGL开发环境搭建
一.简介 最近,马三买了两本有关于“计算机图形学”的书籍,准备在工作之余鼓捣鼓捣图形学和OpenGL编程,提升自己的价值(奔着学完能涨一波工资去的).俗话说得好,“工欲善其事,必先利其器”.想学习图形 ...
- 基于MFC的OpenGL程序<转>
原贴地址:https://www.cnblogs.com/pinking/p/6180225.html 首先,使用的库是GLUT以及GLAUX,先下载两者,添加查找路径以及链接 一.单文本文件 ...
- 基于Cocos2d-x学习OpenGL ES 2.0系列——你的第一个立方体(5)
在上篇文章中,我们介绍了VBO索引的使用,使用VBO索引可以有效地减少顶点个数,优化内存,提高程序效率. 本教程将带领大家一起走进3D--绘制一个立方体.其实画立方体本质上和画三角形没什么区别,所有的 ...
- 基于Cocos2d-x学习OpenGL ES 2.0系列——你的第一个三角形(1)
前言 在本系列教程中,我会以当下最流行的2D引擎Cocos2d-x为基础,介绍OpenGL ES 2.0的一些基本用法.本系列教程的宗旨是OpenGL扫盲,让大家在使用Cocos2d-x过程中,知其然 ...
- 基于对话框的Opengl框架
转自:http://blog.csdn.net/longxiaoshi/article/details/8238933 12-11-29 14:55 1198人阅读 评论(6) 收藏 举报 分类: ...
随机推荐
- 【论文解读】NIPS 2021-HSWA: Hierarchical Semantic-Visual Adaption for Zero-Shot Learning.(基于层次适应的零样本学习)
作者:陈使明 华中科技大学
- 【实时数仓】Day06-数据可视化接口:接口介绍、Sugar大屏、成交金额、不同维度交易额(品牌、品类、商品spu)、分省的热力图 、新老顾客流量统计、字符云
一.数据可视化接口介绍 1.设计思路 后把轻度聚合的结果保存到 ClickHouse 中后,提供即时的查询.统计.分析 展现形式:用于数据分析的BI工具[商业智能(Business Intellige ...
- view-design table的renderHeader中hover添加checkboxGroup遇到的问题
示例demo https://codepen.io/sphjy/pen/mdKaQJZ 问题见图 勾选多个复选框 on-change事件返回的数据只有当前点击的这一项,而且设置在checkboxGro ...
- Golang Gorm 封装 分页查询 Where Order 查询
说说为什么写Gorm,因为公司新项目需要,研究了下Go下的gorm.对于一个项目首先考虑的问题,就是封装一些常用的工具方法,例如多参数查询 where or Like 还有order by Limit ...
- 用 while 生成猜数字
import java.util.Random; import java.util.Scanner; public class zy2 { public static void main(String ...
- 多线程爬取wallhaven
前言 最近整理自己的项目时,发现之前自己写的爬取wallhaven网站顿时有来的兴趣决定再写一遍来回顾自己以前学的知识 网站地址:"https://wallhaven.cc/" 1 ...
- 【爬虫+数据分析+数据可视化】python数据分析全流程《2021胡润百富榜》榜单数据!
目录 一.爬虫 1.1 爬取目标 1.2 分析页面 1.3 爬虫代码 1.4 结果数据 二.数据分析 2.1 导入库 2.2 数据概况 2.3 可视化分析 2.3.1 财富分布 2.3.2 年龄分布 ...
- vue3+ts 全局事件总线mitt
Mitt 在vue3中 $ on,$off 和 $once 实例方法已被移除,组件实例不再实现事件触发接口,因此大家熟悉的EventBus便无法使用了.然而我们习惯了使用EventBus,对于这种情况 ...
- CVE-2022-26923 Windows域提权漏洞
前言 Active Directory 域服务,是一种目录服务,提供了存储目录数据信息以及用户相关的一些密码,电话号码等等一些数据信息,且可让用户和管理员使用这些数据,有利于域管理员对用户的数据信息进 ...
- 完整数据分析流程:Python中的Pandas如何解决业务问题
开篇 作为万金油式的胶水语言,Python几乎无所不能,在数据科学领域的作用更是不可取代.数据分析硬实力中,Python是一个非常值得投入学习的工具. 这其中,数据分析师用得最多的模块非Pandas莫 ...