【一步步学OpenGL 1】-《打开一个窗口》

@专栏介绍：

这里开一个专栏，翻译OGLdev的系列教程《OpenGL Step by Step》，因为本人是个程序员会尽可能根据本身的理解进行一个汉语的解释以及补充，尽可能将原文的意思介绍清楚。原文核心内容是对函数的详细解释，这里为了更容易理解，将做者的实例代码加注释后贴在后面代码片里，使程序员看上去更容易理解和动手测试。因为本人也在学习阶段，不免有理解不精确的地方，欢迎你们指正。另外，这个教程对于初学OpenGL的人来讲是很棒的，方便快速入门。

PS:看系列教程以前先去网上蜻蜓点水看看相关基础知识，对基本的概念心中有数效果会更好！

PPPS：注意本教程中须要使用的是freeGLUT（GLUT已死，会有潜在危险）窗口库和GLEW扩展库.

vs2013配置freeGLUT3.0：http://blog.csdn.net/yinglang19941010/article/details/50166343
Windows上配置freeGLUT和GLEW:http://blog.csdn.net/xuguangsoft/article/details/8002375

(MAC上配置使用glew方法：http://blog.csdn.net/huyisu/article/details/42742379)

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教程一：

打开一个窗口

原文: http://ogldev.atspace.co.uk/www/tutorial01/tutorial01.html

CSDN完整版专栏： http://blog.csdn.net/column/details/13062.html

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背景

官方OpenGL的文档里并无提供一个API来进行窗口的建立和操做。如今的Windows系统包含一个子系统将OpenGL上下文和Windows 系统绑定在一块儿从而对OpenGL提供支持。在X窗口系统中那个接口称做GLX。为了支持窗口Windows提供WGL(发音：Wiggle)接口，MacOS则有CGL。使用这些接口直接来建立窗口来显示图形一般很是麻烦，因此咱们一般使用一个高水平的库来隐藏窗口的建立操做细节。这里使用的窗口库是GLUT（OpenGL utility library，freeGLUT是GLUT的开源版本，老GLUT早已中止更新），它提供了一个简化的API来操做窗口，以及支持事件处理，IO控制和其余一些功能。另外GLUT是一个跨平台的库因此移植性很好。和GLUT相似的其余替代库还有SDL和GLFW。

源代码详解

(1)glutInit(&argc, argue);

调用这个函数来初始化GLUT.参数能够直接引用command line的，并且有一些有用的选项，好比：‘-sync’和‘-gldebug’，能够禁掉X窗口的异步特征并分别自动检查和显示GL错误。

(2)glutInitDisplayMode(GLUT_DOUBLE | GLUT_RGBA);

这里配置一些GLUT的选项设置。GLUT_DOUBLE在多数渲染结束后开启双缓冲机制（维护两个图像缓冲数据，屏幕显示一副图像时在后台同时绘制另外一份图像缓冲数据，交替显示）和颜色缓冲。咱们一般须要这两个设置，还有其余的选项设置后面会继续介绍。

(3)
glutInitWindowSize(960, 640); // 窗口尺寸

glutInitWindowPosition(200, 200); // 窗口位置

glutCreateWindow("Tutorial 01"); // 窗口标题

这几个函数的调用能够设置一些窗口参数并建立一个窗口。也能够定义窗口的标题。

(4)glutDisplayFunc(RenderScenceCB);

因为咱们是在一个窗口系统中工做的，与运行的程序多数的交互是经过事件回调函数。GLUT针对与底层窗口系统的交互为咱们提供了几个回调函数选项。这里咱们先只用一个主回调来完成一帧图像的全部渲染工做。这个回调函数会不断地被GLUT内部循环调用。

(5)glClearColor(0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f);

这个是咱们在OpenGL中遇到的第一个状态（OpenGL是一个状态机）。OpenGL使用状态方案的缘由是渲染是一个很是复杂的任务，不能仅仅经过一个函数接受几个参数来完成（一个合理设计的函数是不会接受大量的参数的）。对于渲染效果的设置咱们须要定义shader着色器，buffer缓冲还有各类各样的flag标志变量。另外，咱们也常常想保存一些相同的配置在多个渲染操做中使用（好比：若是咱们历来不须要禁掉深度检测depth test，咱们不必在每个渲染回调中来明肯定义它）。这也是为何多数的渲染操做配置都是经过在OpenGL状态机中设置flag标志变量和值来完成，并且渲染回调自己一般也被局限于几个参数，参数解决须要绘制的定点数量和他们的偏移量。调用一个改变状态的函数后，具体的配置保持不变，直到下次再调用这个相同的函数再次改变状态和配置。上面的函数设置了当帧缓存（帧缓存后面还会介绍）清空后要使用的颜色值。颜色值有四个通道（RGBA）,使用单位化的值0.0-1.0来表示。

(6)glutMainLoop();

这个函数调用传递指令给GLUT如今开始它的内部循环。在这个循环中它监听窗口系统中的事件并经过咱们配置的回调传递出去。在咱们这个例子中，GLUT将只会调用咱们注册的那个display回调（RenderScenceCB），在这个回调函数中（RenderScenceCB）咱们能够自定义代码来渲染这一帧的图像。

(7)
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);

glutSwapBuffers();

在渲染函数中咱们能作的就是清空帧缓存（使用上面定义的颜色，能够尝试任意改变颜色看效果）。第二个函数是告诉GLUT交换双缓冲机制中先后两个缓存的角色位置，也就是两者换班，后台的缓存放到前台显示，以前显示的缓存继续到后台开始另外一帧的缓存工做。这样在下一个渲染回调循环中交换到当前的缓存将在屏幕上显示。

示例Demo

#include <iostream>
#include <GLUT/freeglut.h>//freeGLUT窗口库

/** * 渲染回调函数 */
void RenderScenceCB(){
    // 清空颜色缓存
    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
    // 交换先后缓存
    glutSwapBuffers();
}

/** * 主函数 */
int main(int argc, char ** argv) {
    
    // 初始化GLUT
    glutInit(&argc, argv);
    
    // 显示模式：双缓冲、RGBA
    glutInitDisplayMode(GLUT_DOUBLE | GLUT_RGBA);
    
    // 窗口设置
    glutInitWindowSize(480, 320);      // 窗口尺寸
    glutInitWindowPosition(100, 100);  // 窗口位置
    glutCreateWindow("Tutorial 01");   // 窗口标题
    
    // 开始渲染
    glutDisplayFunc(RenderScenceCB);
    
    // 缓存清空后的颜色值
    glClearColor(0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f);
    
    // 通知开始GLUT的内部循环
    glutMainLoop();
  
    return 0;
}

运行结果：

说明:
demo程序是原做者的代码，适用于多平台，因为在Mac上比较特殊，我在Mac上跑的时候发现GLEW有点问题暂时没解决，致使后面的三角形啥的在mac上没效果。orz…最后我放弃了在mac用opengl了，坑实在太多，装了双系统在windows上安装vs2013来跑原做者的源代码，就顺利多了。

因此强烈建议仍是在visual studio上跑opengl吧！学习教程以前配置好开发环境，边看边跑代码效果最好，这里个人环境主要包括：

1.Visual Studio2013；

2.OpenGL，windows默认已内置了OpenGL可直接引入无需再安装（说是微软为了推广本身的DX只提供一个很低的版本，但个人默认就是最新版本，4.3呢！！！）；

3.为了和做者教程一致，安装freeGLUT窗口库以及GLEW扩展库，安装方法见文章开头连接；

更新中：
这里分享一个windows下vs2013的此教程验证github工程，目前验证完相机控制，后面会慢慢更新，freeglut、glew、AntTweakb库已经集成在里面，头文件和lib文件已经设置相对路径，只要将对应的dll目录下的动态库放到本身电脑C盘下Windows/System32目录下便可运行：
https://github.com/jiangxh1992/OpenGLDemo