欢迎来到第一课 !
在学习OpenGL之前,我们将先学习如何生成,运行,和玩转(最重要的一点)课程中的代码。
本课程不需要特别的预备知识。如果您有编程语言(C、Java、Lisp、Javascript等)的经验,理解起课程代码来会快一些;但这并非必需的;如果没有编程经验,也不过是同时学习两样东西(编程语言+OpenGL)而已,会稍微麻烦些。
课程全部以“傻瓜式C++”编写:为了让代码尽量简单我费了很大劲。代码中没有模板(template)、类或指针。也就是说,即使您只懂Java也能理解所有内容。
如前所述,无需预备知识;不过,先把“旧式OpenGL”(glBegin()这类东西)忘掉吧。 在这里,您将学到新式OpenGL(OpenGL 3、4),而多数网上教程还在讲“旧式OpenGL”(OpenGL 1、2)。所以,在您的脑袋乱成一团浆糊之前,先把过时的知识清空吧。
所有课程代码都能在Windows、Linux、和Mac上生成,过程大体相同:
- 更新驱动 !!赶快更新吧。别怪我没提醒您哟。
- 下载C++编译器
- 安装CMake
- 下载全部课程代码
- 用CMake创建工程
- 编译工程
- 试试这些例子!
各平台的详细过程如下。您可能要根据实际情况做些调整。若不确定,请按照Windows平台说明操作。
###在Windows上生成
- 更新驱动小菜一碟。直接去NVIDIA或者AMD的官网下载。若不清楚GPU的型号:控制面板->系统和安全->系统->设备管理器->显示适配器。如果是Intel集成显卡,一般由OEM(Dell、HP…)提供驱动。
- 建议用Visual Studio 2010 Express来编译。这里可以免费下载。若喜欢用MinGW,推荐Qt Creator。IDE可根据个人喜好选择。下列步骤是按Visual Studio讲解的,其他IDE差别不大。
- 从这里下载安装CMake
- 下载课程源码,解压到例如
C:\Users\XYZ\Projects\OpenGLTutorials\
- 启动CMake。让第一栏路径指向刚才解压缩的文件夹;不确定就选包含CMakeLists.txt的文件夹。第二栏填CMake输出路径。例如
C:\Users\XYZ\Projects\OpenGLTutorials-build-Visual2010-32bits\
,或者C:\Users\XYZ\Projects\OpenGLTutorials\build\Visual2010-32bits\
。注意,此处可随便填,不一定要和源码在同一文件夹。
-
点击Configure。由于是首次configure工程,CMake会让您选择编译器。根据步骤1选择。如果您的系统是Windows 64位的,选64位。不清楚就选32位。
-
再点Configure直至红色行全部消失。点Generate。Visual Studio工程创建完毕。不再需要CMake了,可以卸载掉。
-
打开
C:\Users\XYZ\Projects\OpenGLTutorials-build-Visual2010-32bits\
会看到Tutorials.sln文件,用Visual Studio打开它。在Build菜单中,点Build All。每个课程代码和依赖项都将编译。生成的可执行文件会出现在
C:\Users\XYZ\Projects\OpenGLTutorials\
。应该不会出什么错误。 -
打开
C:\Users\XYZ\Projects\OpenGLTutorials\playground
,运行playground.exe,会弹出一个黑色窗口。
也可以在Visual Studio中运行任意一课的代码,但得先设置工作目录:右键点击Playground,选择Debugging、Working Directory、Browse,设置路径为C:\Users\XYZ\Projects\OpenGLTutorials\playground\
。验证一下。再次右键点击Playground,“Choose as startup project”。按F5就可以调试了。
###在Linux上生成
Linux版本众多,这里不可能列出所有的平台。可根据实际情况自行调整,也不妨看一下发行版文档。
- 安装最新驱动。强烈推荐闭源的二进制驱动;不开源但是好用。如果发行版不提供自动安装,试试Ubuntu指南。
- 安装必需的编译器、工具和库。完整清单如下:
cmake make g++ libx11-dev libgl1-mesa-dev libglu1-mesa-dev libxrandr-dev libxext-dev
。命令行是sudo apt-get install
或者su && yum install
。 - 下载课程源码并解压到如
~/Projects/OpenGLTutorials/
- 输入如下命令 :
cd ~/Projects/OpenGLTutorials/
mkdir build
cd build
cmake ..
- build目录下多了一个刚刚创建的makefile文件
- 键入“make all”。每个课程代码和依赖项都会被编译。生成的可执行文件在
~/Projects/OpenGLTutorials/
。应该不会出什么错误。 - 打开
~/Projects/OpenGLTutorials/playground
,运行./playground会弹出一个黑色窗口。
提示:推荐使用Qt Creator作为IDE。值得一提的是,Qt Creator原生支持CMake,调试很方便。如下是QtCreator使用说明:
- 在QtCreator中打开Tools->Options->Compile->Execute->CMake
- 设置CMake路径。比如
/usr/bin/cmake
- File->Open Project;选择 tutorials/CMakeLists.txt
- 选择生成目录,最好选择tutorials文件夹外面
- 还可以在参数栏中设置
-DCMAKE_BUILD_TYPE=Debug
。验证一下。 - 点击下面的锤子图标。现在教程可以从
tutorials/
文件夹启动了。 - 要想在QtCreator中运行教程源码,点击Projects->Execution parameters->Working Directory,选择着色器、纹理和模型所在目录。以第二课为例:
~/opengl-tutorial/tutorial02_red_triangle/
###在Mac上生成
Mac OS不支持OpenGL 3.3。最近,搭载MacOS 10.7 Lion和兼容型GPU的Mac机可以跑OpenGL 3.2了,但3.3还不行;所以我们用2.1移植版的课程代码。除此外,其他步骤和Windows类似(也支持Makefiles,此处不赘述):
- 从Mac App Store安装XCode
- 下载 CMake,安装.dmg。无需安装命令行工具。
- 下载课程源码(2.1版!!)解压到如
~/Projects/OpenGLTutorials/
- 启动CMake (Applications->CMake)。将第一栏路径指向刚才解压缩的文件夹,不确定就选包含CMakeLists.txt的文件夹。第二栏填CMake输出路径。例如
~/Projects/OpenGLTutorials_bin_XCode/
。注意,这里可以随便填,不一定要和源码在同一文件夹。 - 点击Configure。由于是首次configure工程,CMake会让您选择编译器。选择Xcode。
- 再点Configure直至红色行全部消失。点Generate。Xcode项目创建完毕。不再需要CMake了,可以卸载掉。
- 打开
~/Projects/OpenGLTutorials_bin_XCode/
会看到Tutorials.xcodeproj文件:打开它。 - 选择一个教程,在Xcode的Scheme面板上运行,点击Run按钮编译和运行:
###关于Code::Blocks的说明 由于C::B和CMake中各有一个bug,您得在Project->Build->Options->Make commands中手动设置编译命令,如下图所示:
同时您还得手动设置工作目录:Project->Properties->Build targets->tutorial N->execution working dir(即src_dir/tutorial_N/
)。
一定要在正确的目录下运行课程例子:您可以双击可执行文件;如果爱用命令行,请用cd命令切换到正确的目录。
若想从IDE中运行程序,别忘了看看上面的说明——先正确设置工作目录。
每课都附有源码和数据,可在tutorialXX/
找到。不过,建议您不改动这些工程,而是将它们作为参考;推荐在playground/playground.cpp
中做试验,怎么折腾都行。要是弄乱了,就去粘一段课程代码,一切就会恢复正常。
我们会在整个教程中提供代码片段。不妨一边看教程,一边把代码复制到playground里调试。动手实验才是王道。单纯看别人写好的代码学不了多少。即便只是粘贴一下代码,也会碰到不少问题。
终于到了写OpenGL代码的时刻! 呵呵,其实还早着呢。有些教程会教您以“底层”的方式操作,以其让您清楚每一步的原理。这些内容往往无趣无用。因此,我们用一个第三方库——GLFW来帮忙处理窗口、键盘消息等细节。您也可以使用Windows的Win32 API、Linux的X11 API,或Mac的Cocoa API;或者用别的库,比如SFML、FreeGLUT、SDL等,请参见链接页。
开工啦。从处理依赖库开始:我们要用一些基本库在控制台显示消息:
// Include standard headers
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
然后是GLEW库。其原理我们以后再说。
// Include GLEW. Always include it before gl.h and glfw.h, since it's a bit magic.
#include <GL/glew.h>
我们使用GLFW库处理窗口和键盘消息,把它也包含进来:
// Include GLFW
#include <GL/glfw.h>
下面的GLM是个很有用3D数学库,我们暂时用不到,但很快就会用上。GLM库很好用,但也没有什么神奇之处,您自己也可以写一个。添加“using namespace”是为了不用写“glm::vec3”,直接写“vec3”。
// Include GLM
#include <glm/glm.hpp>
using namespace glm;
把这些#include都粘贴到playground.cpp。编译时编译器报错,说缺少main函数,那我们就创建一个 :
int main(){
首先初始化GLFW :
// Initialise GLFW
if( !glfwInit() )
{
fprintf( stderr, "Failed to initialize GLFW\n" );
return -1;
}
终于可以创建我们的第一个OpenGL窗口啦!
glfwOpenWindowHint(GLFW_FSAA_SAMPLES, 4); // 4x antialiasing
glfwOpenWindowHint(GLFW_OPENGL_VERSION_MAJOR, 3); // We want OpenGL 3.3
glfwOpenWindowHint(GLFW_OPENGL_VERSION_MINOR, 3);
glfwOpenWindowHint(GLFW_OPENGL_PROFILE, GLFW_OPENGL_CORE_PROFILE); //We don't want the old OpenGL
// Open a window and create its OpenGL context
if( !glfwOpenWindow( 1024, 768, 0,0,0,0, 32,0, GLFW_WINDOW ) )
{
fprintf( stderr, "Failed to open GLFW window\n" );
glfwTerminate();
return -1;
}
// Initialize GLEW
glewExperimental=true; // Needed in core profile
if (glewInit() != GLEW_OK) {
fprintf(stderr, "Failed to initialize GLEW\n");
return -1;
}
glfwSetWindowTitle( "Tutorial 01" );
生成并运行。一个窗口弹出后立即关闭了。可不是嘛,还没设置等待用户Esc按键再关闭呢:
// Ensure we can capture the escape key being pressed below
glfwEnable( GLFW_STICKY_KEYS );
do{
// Draw nothing, see you in tutorial 2 !
// Swap buffers
glfwSwapBuffers();
} // Check if the ESC key was pressed or the window was closed
while( glfwGetKey( GLFW_KEY_ESC ) != GLFW_PRESS &&
glfwGetWindowParam( GLFW_OPENED ) );
第一课就到这啦!第二课会教大家绘制三角形。
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