Learn OpenGL 01

OpenGL的定义

一般它被认为是一个API(Application Programming Interface, 应用程序编程接口)，包含了一系列可以操作图形、图像的函数。然而，OpenGL本身并不是一个API，它仅仅是一个由Khronos组织制定并维护的规范(Specification)。

OpenGL规范严格规定了每个函数该如何执行，以及它们的输出值。至于内部具体每个函数是如何实现(Implement)的，将由OpenGL库的开发者自行决定（译注：这里开发者是指编写OpenGL库的人）。因为OpenGL规范并没有规定实现的细节，具体的OpenGL库允许使用不同的实现，只要其功能和结果与规范相匹配（亦即，作为用户不会感受到功能上的差异）。

实际的OpenGL库的开发者通常是显卡的生产商。你购买的显卡所支持的OpenGL版本都为这个系列的显卡专门开发的。

核心模式与立即渲染模式

早期的OpenGL使用立即渲染模式（Immediate mode，也就是固定渲染管线），这个模式下绘制图形很方便。OpenGL的大多数功能都被库隐藏起来，开发者很少有控制OpenGL如何进行计算的自由。

当使用OpenGL的核心模式时，OpenGL迫使我们使用现代的函数。当我们试图使用一个已废弃的函数时，OpenGL会抛出一个错误并终止绘图。现代函数的优势是更高的灵活性和效率，然而也更难于学习。

状态机

OpenGL自身是一个巨大的状态机(State Machine)：一系列的变量描述OpenGL此刻应当如何运行。OpenGL的状态通常被称为OpenGL上下文(Context)。我们通常使用如下途径去更改OpenGL状态：设置选项，操作缓冲。最后，我们使用当前OpenGL上下文来渲染。

假设当我们想告诉OpenGL去画线段而不是三角形的时候，我们通过改变一些上下文变量来改变OpenGL状态，从而告诉OpenGL如何去绘图。一旦我们改变了OpenGL的状态为绘制线段，下一个绘制命令就会画出线段而不是三角形。

当使用OpenGL的时候，我们会遇到一些状态设置函数(State-changing Function)，这类函数将会改变上下文。以及状态使用函数(State-using Function)，这类函数会根据当前OpenGL的状态执行一些操作。只要你记住OpenGL本质上是个大状态机，就能更容易理解它的大部分特性。

环境准备

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

GLAD库是一个用于OpenGL加载和管理的工具库，它简化了在运行时获取OpenGL函数地址的过程。通过GLAD，开发者可以轻松地管理OpenGL函数，并且无需手动编写复杂的函数地址获取代码。

创建窗口

对重要的函数都进行了注释

#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();//初始化GLFWglfwWindowHint(GLFW_CONTEXT_VERSION_MAJOR, 3);//设置主版本号为3glfwWindowHint(GLFW_CONTEXT_VERSION_MINOR, 3);//设置次版本号为3glfwWindowHint(GLFW_OPENGL_PROFILE, GLFW_OPENGL_CORE_PROFILE);//使用OPENGL的核心模式// glfw window creation// --------------------//前两个参数是宽度和高度，第三个参数是名称，第四个参数指定窗口所在的监视器（显示器），如果为 NULL，则窗口会被创建在默认的主监视器上。第五个参数指定与新创建的上下文共享资源的窗口，如果为 NULL，则表示不与其他窗口共享。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);//将渲染上下文（OpenGL context）与窗口相关联glfwSetFramebufferSizeCallback(window, framebuffer_size_callback);//窗口大小被调整的时候回调framebuffer_size_callback// glad: load all OpenGL function pointers// ---------------------------------------if (!gladLoadGLLoader((GLADloadproc)glfwGetProcAddress))//通过 GLAD 加载和初始化 OpenGL 函数指针{std::cout << "Failed to initialize GLAD" << std::endl;return -1;}// render loop// -----------while (!glfwWindowShouldClose(window))//每次循环的开始前检查一次GLFW是否被要求退出{// input// -----processInput(window);glClearColor(0.2f, 0.3f, 0.3f, 1.0f);//置清空屏幕所用的颜色glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT); //清空屏幕的颜色缓冲// glfw: swap buffers and poll IO events (keys pressed/released, mouse moved etc.)// -------------------------------------------------------------------------------glfwSwapBuffers(window);//交换颜色缓冲glfwPollEvents();//函数检查有没有触发什么事件（比如键盘输入、鼠标移动等）、更新窗口状态，并调用对应的回调函数（可以通过回调方法手动设置）。}// glfw: terminate, clearing all previously allocated GLFW resources.// ------------------------------------------------------------------glfwTerminate();//释放 GLFW 库所占用的资源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)//检测是否按下返回键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);//前两个参数控制窗口左下角的位置。第三个和第四个参数控制渲染窗口的宽度和高度（像素）
}