1. 前言
我个人科研项目的图形学程序，一直都是基于较早版本的OpenGL标准进行开发的。最近在渲染一些模型效果的时候，始终存在各种问题，效果始终不能让我满意。这让我意识到升级OpenGL版本的必要性。这对于还在使用固定管线进行开发的我来说，进行高级版本的OpenGL学习，与学习一门新的技术几乎没有差别。我需要重新学习可编程渲染管线以及shader编程语言。这个过程是耗时耗力的，但同时也是有极大的吸引力的。因此，我希望把自己的学习过程记录下来，方便自己复习，并希望对未来有志于学习OpenGL程序开发的人提供一点帮助。
当然，利用图形学开源引擎完成任务，诸如OSG，ORGE这样的平台也是十分诱人的。但是考虑到整个项目开发的连贯性与学习成本，我认为将时间投入在高级版本的OpenGL学习上更加合适。不过如果未来有机会的话，我也会去学习成熟的开源引擎。
该专题下所有的内容基于Learnopengl：https://learnopengl.com/；中文网址为：https://learnopengl-cn.github.io/。如果你有兴趣深入学习OpenGL的一些特性，在网站上能够找到你所需要的大部分内容。
2. 资源
OpenGL实际上只是一个图形程序开发接口标准， 其实现是由显卡自身完成的。如果我们希望开发OpenGL程序，需要下载对应的使用工具库，如freeglut, glut, glfw等。按照Learnopengl的教程，我们基于glfw和glad来开发OpenGL程序：
GLFW:https://www.glfw.org/download.html
GLFW是一个专门针对OpenGL的C语言库，它提供了一些渲染物体所需的最低限度的接口。它允许用户创建OpenGL上下文，定义窗口参数以及处理用户输入，这正是我们需要的。
由于我的电脑是windows X64平台，下载对应的已编译版本即可：
由于OpenGL只是接口标准，具体实现是由显卡进行。这样使得在驱动层面，函数的寻址变得不统一。为解决该问题，GLAD被设计以透明化该问题。这里给出的GLAD下载地址是一个在线服务，需要用户根据自己的平台和OpenGL版本下载对应的包。通常基于VS平台进行开发，默认的选项如下：
点击右下角的生成按钮，生成对应的glad.zip,并且下载下来即可。
3. 配置
基于VS2019, 我们实现对OpenGL的配置
包含目录：
../glfw-3.3.bin.WIN64/include
../gladinclude
库目录：
../glfw-3.3.bin.WIN64/lib-vc2019
链接库：
glfw3dll.lib
glfw3.lib
注意，要把glad.c文件添加在你的项目中：
DLL链接有两种方法，一种是在环境变量里，将../glfw-3.3.bin.WIN64/lib-vc2019配置Path中，还有一种就是将glfw.dll拷贝到项目根目录文件。为了方便起见，我选择的是第二种。
4. 测试
我们贴出测试代码，如果能够顺利执行，说明配置正确：
#include <glad/glad.h>
#include <GLFW/glfw3.h>
#include <iostream>
void framebuffer_size_callback(GLFWwindow* window, int width, int height);
void processInput(GLFWwindow* window);
// settings
const unsigned int SCR_WIDTH = 800;
const unsigned int SCR_HEIGHT = 600;
int main()
{
// glfw: initialize and configure
// ------------------------------
glfwInit();
glfwWindowHint(GLFW_CONTEXT_VERSION_MAJOR, 3);
glfwWindowHint(GLFW_CONTEXT_VERSION_MINOR, 3);
glfwWindowHint(GLFW_OPENGL_PROFILE, GLFW_OPENGL_CORE_PROFILE);
#ifdef __APPLE__
glfwWindowHint(GLFW_OPENGL_FORWARD_COMPAT, GL_TRUE);
#endif
// glfw window creation
// --------------------
GLFWwindow* window = glfwCreateWindow(SCR_WIDTH, SCR_HEIGHT, "LearnOpenGL", NULL, NULL);
if (window == NULL)
{
std::cout << "Failed to create GLFW window" << std::endl;
glfwTerminate();
return -1;
}
glfwMakeContextCurrent(window);
glfwSetFramebufferSizeCallback(window, framebuffer_size_callback);
// glad: load all OpenGL function pointers
// ---------------------------------------
if (!gladLoadGLLoader((GLADloadproc)glfwGetProcAddress))
{
std::cout << "Failed to initialize GLAD" << std::endl;
return -1;
}
// render loop
// -----------
while (!glfwWindowShouldClose(window))
{
// input
// -----
processInput(window);
// glfw: swap buffers and poll IO events (keys pressed/released, mouse moved etc.)
// -------------------------------------------------------------------------------
glfwSwapBuffers(window);
glfwPollEvents();
}
// glfw: terminate, clearing all previously allocated GLFW resources.
// ------------------------------------------------------------------
glfwTerminate();
return 0;
}
// process all input: query GLFW whether relevant keys are pressed/released this frame and react accordingly
// ---------------------------------------------------------------------------------------------------------
void processInput(GLFWwindow* window)
{
if (glfwGetKey(window, GLFW_KEY_ESCAPE) == GLFW_PRESS)
glfwSetWindowShouldClose(window, true);
}
// glfw: whenever the window size changed (by OS or user resize) this callback function executes
// ---------------------------------------------------------------------------------------------
void framebuffer_size_callback(GLFWwindow* window, int width, int height)
{
// make sure the viewport matches the new window dimensions; note that width and
// height will be significantly larger than specified on retina displays.
glViewport(0, 0, width, height);
}运行结果是输出一个窗口：
如果你实现了上述步骤，并看到了窗口，那么恭喜你，你已经实现了OpenGL的HelloWorld程序。