OpenGL Mac环境搭建
来源:互联网 发布:知乎自媒体入住 编辑:程序博客网 时间:2024/06/07 09:54
什么是OpenGL
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
OpenGL英文全称 Open Graphics Library ,是一个开放图形库,定义了一个跨编程语言、跨平台的API规范,它用于生成二维、三维图像。这个接口由近三百五十个不同的函数调用组成,用来从简单的图形比特绘制复杂的三维景象。而另一种程序界面系统是仅用于Microsoft Windows上的Direct3D。OpenGL常用于CAD、虚拟实境、科学可视化程序和电子游戏开发。
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。当你使用Apple系统的时候,OpenGL库是由Apple自身维护的。在Linux下,有显卡生产商提供的OpenGL库,也有一些爱好者改编的版本。这也意味着任何时候OpenGL库表现的行为与规范规定的不一致时,基本都是库的开发者留下的bug。
(以上摘自learnopengl)
在我们画出出色的效果之前,首先要做的就是创建一个OpenGL上下文(Context)和一个用于显示的窗口。然而,这些操作在每个系统上都是不一样的,OpenGL有目的地从这些操作抽象(Abstract)出去。这意味着我们不得不自己处理创建窗口,定义OpenGL上下文以及处理用户输入。幸运的是,有一些库已经提供了我们所需的功能,其中一部分是特别针对OpenGL的。这些库节省了我们书写操作系统相关代码的时间,提供给我们一个窗口和上下文用来渲染。最流行的几个库有GLUT,SDL,SFML和GLFW。
我们搭建的使用两个库GLFW和GLEW,我的理解就是他们可以帮我们方便跨平台的开发使用代码。
开源库简介
GLFW:
GLFW是一个跨平台的OpenGL应用框架,支持窗口创建,接受输入和事件等功能。GLEW:
GLEW是一个基于OpenGL图形接口的跨平台的C++扩展库。GLEW能自动识别当前平台所支持的全部OpenGL高级扩展涵数。只要包含glew.h头文件,就能使用gl,glu,glext,wgl,glx的全部函数。GLEW支持目前流行的各种操作系统。
Mac Xcode PC应用环境配置
开发环境:MacOs Sierra 10.12.6
开发工具:Xcode 8.3.3
看了网上的一些教程都是在电脑上面运行的,在移动端Android和IOS上面运行的没有那么多,这里配置Xcode的环境可以在看到教程的代码可以直接运行在PC上面看到效果。
配置GLFW和GLEW库
看了几种安装的方式,第一种在GitHub上面下载库的源代码然后使用Cmake编译来安装,这种我感觉有点麻烦,我使用的是使用Homebrew来安装。两种方式最后都是在Mac的usr下面生成C++头文件和库文件。Homebrew的安装过程省略了因为比较简单。
安装命令
brew install glfw
brew install glew
两个库安装完成以后如果提示没有link那么就执行link指令link一下
brew link glfw
brew link glew得到的如果link失败我看了提示是没有权限读取usr/local/include目录的权限
使用sudo chmod u+w /usr/local/include 提升一下这个文件为可写
安装完成以后brew把安装包放到了/usr/local/Cellar下面,拷贝安装包link到了/usr/local/include下面,拷贝lib放到了/usr/local/lib下面
Xcode配置
- 打开Perference菜单找到Locations选项,打开CustomPaths选项卡配置如下信息。
- 创建Xcode command line tool项目,现在C++ 语言在Build Settings 的Header Search Paths里面配置
$(glew_header) $(glfw_header)
在Library Search Paths配置
$(glew_lib) $(glfw_lib)
在项目General中找到Linked Frameworks and libraries 添加OpenGL.framework,libGLEW.2.1.0.dylib,libglfw3.3.2.dylib文件
后面那两个库在Xcode中找不到,点击Finder右键前往文件夹到/usr/local/Cellar/下面的两个安装包的lib下面找到我们要的文件。
配置完成以后在main.cpp中试运行这些代码
#include <iostream>#include <GL/glew.h>#include <GLFW/glfw3.h>int main(int argc, const char * argv[]) { GLFWwindow* window; if (!glfwInit()) return -1; window = glfwCreateWindow(640, 480, "Hello World", NULL, NULL); if (!window) { glfwTerminate(); return -1; } glfwMakeContextCurrent(window); while (!glfwWindowShouldClose(window)) { glfwSwapBuffers(window); glfwPollEvents(); } glfwTerminate(); return 0;}
运行成功显示一个窗口则一切OK了。
Mac AndroidStudio环境配置
因为本人做Android开发比较多,一些教程的PC实例会转变成为Android手机的实例来看效果。我们没有使用OpenGL的Java提供的API来进行开发学习,直接使用的C++。
开发环境:MacOs Sierra 10.12.6
开发工具:AndroidStudio 2.3.3
AndroidStudio环境配置
首先NDK的东西和Cmake的使用要都弄好,可以看以前的一篇文章NDK配置。我们以后使用实例都是通过cmake来编译C++的代码的。
完成经典的三角形实例
创建一个Android项目,并且勾选C++的支持,我们就可以直接使用模版里面提供的Cmake的使用了,没有勾选支持C++的Android项目见上面的Ndk配置的文章使用Cmake拷贝那些东西过去就可以了。完整的项目代码结构如下:
Android应用层代码构建
- 声明jni函数以及引入c++库文件类TriangleLib
public class TriangleLib { static { System.loadLibrary("triangle-lib"); } //初始化GLES public static native boolean init(); //设置GLES宽高 public static native void resize(int wight, int height); //绘制三角形 public static native void drawTriangle();}
- 创建TriangleView继承自GLSurfaceView。这个View我现在的理解就是链接OpenGL代码和Android显示的一个中介。
public class TriangleView extends GLSurfaceView { public TriangleView(Context context) { this(context, null); } public TriangleView(Context context, AttributeSet attrs) { super(context, attrs); init(); } private void init() { //设置颜色模式为RGB_888,透明度,色度深度为16 setEGLConfigChooser(8, 8, 8, 0, 16, 0); //设置EGL版本为3 setEGLContextClientVersion(3); //创建GLSurfaceView的渲染器,现在不知道具体有啥作用 setRenderer(new TriangleRender()); } class TriangleRender implements Renderer { @Override public void onSurfaceCreated(GL10 gl10, EGLConfig eglConfig) { TriangleLib.init(); } @Override public void onSurfaceChanged(GL10 gl10, int wight, int height) { TriangleLib.resize(wight, height); } @Override public void onDrawFrame(GL10 gl10) { TriangleLib.drawTriangle(); } }
C++底层代码构建
在cpp目录下面建立triangle-lib.cpp文件来写我们的OpenGL代码,这个是我们要重点理解的。
#include <GLES3/gl3.h>#include <android/log.h>#define LOG_TAG "TRIANGLE-LIB"#define ALOGE(...) __android_log_print(ANDROID_LOG_ERROR, LOG_TAG, __VA_ARGS__)#include <jni.h>#include <stdlib.h>//顶点着色器static const char VERTEX_SHADER[] = "#version 300 es\n" "layout(location = 0) in vec4 vPosition;\n" "void main(){\n" "gl_Position = vPosition;\n" "}\n";//片段着色器static const char FRAGMENT_SHADER[] = "#version 300 es\n" "precision mediump float;\n" "out vec4 fragColor;\n" "void main(){\n" "fragColor = vec4(1.0,0.0,0.0,1.0);\n" "}\n";//顶点着色器在标准化设备坐标中的位置static const GLfloat VERTEX[] = { 0.0f, 0.5f, 0.0f, -0.5f, -0.5f, 0.0f, 0.5f, -0.5f, 0.0f};bool checkGlError(const char *funcName) { GLint err = glGetError(); if (err != GL_NO_ERROR) { ALOGE("GL error after %s(): 0x%08x\n", funcName, err); return true; } return false;}//创建ShaderGLuint createShader(GLenum shaderType, const char *src) { GLuint shader = glCreateShader(shaderType); if (!shader) { checkGlError("glCreateShader"); return 0; } glShaderSource(shader, 1, &src, NULL); GLint compiled = GL_FALSE; glCompileShader(shader); glGetShaderiv(shader, GL_COMPILE_STATUS, &compiled); if (!compiled) { GLint infoLogLen = 0; glGetShaderiv(shader, GL_INFO_LOG_LENGTH, &infoLogLen); if (infoLogLen > 0) { GLchar *infoLog = (GLchar *) malloc(infoLogLen); if (infoLog) { glGetShaderInfoLog(shader, infoLogLen, NULL, infoLog); ALOGE("Could not compile %s shader:\n%s\n", shaderType == GL_VERTEX_SHADER ? "vertex" : "fragment", infoLog); free(infoLog); } } glDeleteShader(shader); return 0; } return shader;}//创建着色器应用GLuint createProgram(const char *vtxSrc, const char *fragSrc) { GLuint vtxShader = 0; GLuint fragShader = 0; GLuint program = 0; GLint linked = GL_FALSE; vtxShader = createShader(GL_VERTEX_SHADER, vtxSrc); if (!vtxShader) goto exit; fragShader = createShader(GL_FRAGMENT_SHADER, fragSrc); if (!fragShader) goto exit; program = glCreateProgram(); if (!program) { checkGlError("glCreateProgram"); goto exit; } glAttachShader(program, vtxShader); glAttachShader(program, fragShader); glLinkProgram(program); glGetProgramiv(program, GL_LINK_STATUS, &linked); if (!linked) { ALOGE("Could not link program"); GLint infoLogLen = 0; glGetProgramiv(program, GL_INFO_LOG_LENGTH, &infoLogLen); if (infoLogLen) { GLchar *infoLog = (GLchar *) malloc(infoLogLen); if (infoLog) { glGetProgramInfoLog(program, infoLogLen, NULL, infoLog); ALOGE("Could not link program:\n%s\n", infoLog); free(infoLog); } } glDeleteProgram(program); program = 0; } exit: glDeleteShader(vtxShader); glDeleteShader(fragShader); return program;}GLuint program;extern "C" {JNIEXPORT jboolean JNICALLJava_com_lyman_hellotriangle_lib_TriangleLib_init(JNIEnv *env, jobject obj);JNIEXPORT void JNICALLJava_com_lyman_hellotriangle_lib_TriangleLib_resize(JNIEnv *env, jobject obj, jint width, jint height);JNIEXPORT void JNICALLJava_com_lyman_hellotriangle_lib_TriangleLib_drawTriangle(JNIEnv *env, jobject obj);}JNIEXPORT jboolean JNICALLJava_com_lyman_hellotriangle_lib_TriangleLib_init(JNIEnv *env, jobject obj) { program = createProgram(VERTEX_SHADER, FRAGMENT_SHADER); if (!program) { ALOGE("程序创建失败"); return JNI_FALSE; } glClearColor(0, 0, 0, 0); return JNI_TRUE;}JNIEXPORT void JNICALLJava_com_lyman_hellotriangle_lib_TriangleLib_resize(JNIEnv *env, jobject obj, jint width, jint height) { glViewport(0, 0, width, height); glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);}JNIEXPORT void JNICALLJava_com_lyman_hellotriangle_lib_TriangleLib_drawTriangle(JNIEnv *env, jobject obj) { glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT); glUseProgram(program); glVertexAttribPointer(0, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 0, VERTEX); glEnableVertexAttribArray(0); glDrawArrays(GL_TRIANGLES, 0, 3);}
总结
这个代码看上去很多,也有很多概念要先理解
Q:什么是着色器?
A:Q:什么是 GLSL
A:OpenGL着色器使用的是OpenGL着色器语言(OpenGL Shading Language)GLSL写的,以后再了解他的具体写法。- Q:上述代码的执行步骤总结
A:
这里的每一个步骤具体的我也不知道是干啥,但是先有个大纲就好。 Q:上述代码步骤本人总结:
A:声明顶点着色器(它就是我们在手机标准化设备坐标看到的2d画面的三个顶点)和片段着色器(计算每一个像素的最终颜色)的数据;
创建上面两个着色器;
创建着色器应用并且把上面两个着色器附加到着色器应用程序上;
绘制图形;
上面的Android应用层的代码和C++的代码会成为我们以后学习使用OpenGL的一个固定的步骤。
项目完整代码
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