搭建 OpenGL 的开发环境

学 OpenGL，C/C++ 应该是首选，所以先安装 C/C++ 的开发环境，无论是选择 GCC，还是选择 CLang，在 Ubuntu 中就是一条命令的事，我这里选 GCC。在 Ubuntu 中，可以直接安装 build-essential，更省事。命令如下：

sudo apt install build-essential

OpenGL 不提供和 GUI 相关的 API，所以 OpenGL 不能处理诸如创建窗口、处理用户的键盘鼠标输入这样的任务。这时，我们需要 GLFW。使用 GLFW 库，我们可以简化搭建 OpenGL 程序框架的任务，同时还可以轻松获得跨平台的功能。安装 GLFW 也是一条命令的事：

sudo apt install libglfw3 libglfw3-dev

除此之外，我们还需要 GLEW。有了GLEW 扩展库，就再也不用为找不到函数的接口而烦恼了，因为GLEW能自动识别平台所支持的全部 OpenGL 高级扩展涵数。安装命令如下：

sudo apt install libglew2.1 libglew-dev

另外，在写 OpenGL 程序的过程中，会经常需要进行向量、矩阵的计算，所以有一个顺手的数学库是很重要的，我这里选择 GLM。安装命令如下：

sudo apt install libglm-dev

学会了 OpenGL 的基本概念后，当然会忍不住想加载个 3D 模型看看效果，这时候，就可以考虑使用 Assimp 库了。安装命令如下：

sudo apt install assimp-utils libassimp5 libassimp-dev

assimp-utils 包提供了一个assimp命令，使用该命令可以显示 Assimp 库支持哪些格式的 3D 模型文件，也可以使用该命令显示 3D 模型文件的详细信息，如下图：

当然，3D 的东西，还是应该用可视化的方式看起来更直观一些。好在，Linux 中可用的 3D 建模动画软件有 Blender。安装起来也只是一条命令的事：

sudo apt install blender

下面，让大家看一下我的老婆，用的就是 Blender：


最简单的 OpenGL 程序框架

下面，开始写我们的第一个 OpenGL 程序，如下：

#include
#include <GL/glew.h>
#include <GLFW/glfw3.h>

const int SCR_WIDTH = 1920;
const int SCR_HEIGHT = 1080;

int main(int argc, char** argv){
glfwInit();
GLFWwindow* window = glfwCreateWindow(SCR_WIDTH, SCR_HEIGHT, “StudyOpenGL”, nullptr, nullptr);
if (window == NULL)
{
std::cerr << “Failed to create GLFW window” << std::endl;
glfwTerminate();
return -1;
}
glfwMakeContextCurrent(window);

if(glewInit() != GLEW_OK){
    std::cerr << "Failed to initalize GLEW" << std::endl;
    return -1;
}

while (!glfwWindowShouldClose(window))
{
    glfwSwapBuffers(window);
    glfwPollEvents();
}

glfwDestroyWindow(window);
glfwTerminate();
return 0;

}

这段程序比较短，使用任何编辑器如 vim、gedit 等等都可以。当后面程序变长之后，我选择使用 Visual Studio Code。我们将这个文件保存为 FirstStep.cpp。编译执行的命令也很简单：

g++ FirstStep.cpp -o FirstStep -lGL -lGLEW -lglfw
./FirstStep

就可以看到我们的第一个 OpenGL 窗口了，目前，它还只是空洞洞的漆黑一片，如下图：

因为我是 4K 屏，所以即使定义了SCR_WIDTH = 1920和SCR_HEIGHT = 1080，窗口看起来也不是特别大。上面那个程序是纯 C 版的，等程序变大之后，会在 main() 函数之外遗留很多全局的变量和函数，不是那么清爽，所以常规会使用 C++ 封装一下，建立一个 App 类，以后要添加鼠标键盘输入的功能也在这个类里面加，建立新程序时，只需要继承这个类就可以了。App 类的内容如下：

#ifndef APP_HPP
#define APP_HPP

#include <GL/glew.h>
#include <GLFW/glfw3.h>
#include

class App{
private:
const int SCR_WIDTH = 1920;
const int SCR_HEIGHT = 1080;

public:  
	static App* the_app;
	
    App(){

    }

    virtual void init(){
        
    }
    
    virtual void display(){
        
    }


    virtual void run(App* app){
        if(the_app != NULL){ //同一时刻，只能有一个App运行
            std::cerr << "The the_app is already run." << std::endl;
            return;
        }            
        the_app = app;
        
        glfwInit();
        GLFWwindow* window = glfwCreateWindow(SCR_WIDTH, SCR_HEIGHT, "StudyOpenGL", NULL, NULL);
        if (window == NULL)
        {
            std::cerr << "Failed to create GLFW window" << std::endl;
            glfwTerminate();
            return;
        }
        glfwMakeContextCurrent(window);
        if(glewInit() != GLEW_OK){
            std::cerr << "Failed to initalize GLEW" << std::endl;
            return;
        }

        init(); //用来准备各种数据

        while (!glfwWindowShouldClose(window))
        {

            display(); //这里才是渲染图形的主战场 
                           
            glfwSwapBuffers(window);
            glfwPollEvents();
        }
        glfwDestroyWindow(window);

        glfwTerminate();
        return;
    }

};

App* App::the_app = NULL;

#define DECLARE_MAIN(a)
int main(int argc, const char ** argv)
{
a *app = new a;
app->run(app);
delete app;
return 0;
}

#endif

把这个文件保存在 include 目录下，命名为 app.hpp，然后，把之前的 FirstStep.cpp 改成如下内容：

#include “…/include/app.hpp”

class MyApp : public App {
private:

public:
    void init(){

    }

    void display(){

    }

    ~MyApp(){

    }

};

DECLARE_MAIN(MyApp)

编译运行，结果是一样的。以后，只需要把初始化数据的代码放到 init() 方法中，把渲染图形的代码放到 display() 方法中即可。程序运行时，init() 方法只调用一次，而 display() 方法每渲染一帧图像就调用一次。

OK，到这里，我们的环境就搭建好了。在下一篇随笔中，我们争取使用 OpenGL 渲染一点有用的东西。