ShenYuanLuo的博客

记录学习的点点滴滴

0%

OpenGL学习笔记（二）—— (macOS)环境搭建

发表于 更新于 分类于 阅读次数：

版本说明

  • Mac OS X : 10.12.6
  • GLFW : 3.2.1
  • GLEW : 2.1.0

工具准备

  1. 下载安装 Xcode。

  2. 安装 Command Line Tool

    1
    $ xcode-select --install

  3. 下载安装 GUI 版的 CMake。

简述

  • OpenGL:（英语：Open Graphics Library）是用于渲染2D、3D 矢量图形的跨语言、跨平台（由 Khronos组织 制定并维护）的**规范(Specification)**。
  • GLFW：是一个专门针对 OpenGL 的 C 语言库，提供了渲染物体所需的最低限度的接口。其允许用户创建 OpenGL 上下文，定义窗口参数以及处理用户输入，把物体渲染到屏幕所需的必要功能。（注意：OpenGL 并不规定窗口创建和管理的部分，这一部分完全交由 GLFW 来实现；还有其他类似的：GLUT 和 SDL 等）。
  • GLEW：由于 OpenGL 只是一种 标准/规范，并且是由驱动制造上在驱动中予以实现。OpenGL 的大多数函数在编译时（compile-time）是未知状态的，需要在运行时（run-time）来请求。GLEW 的工作就是获取所需的函数的地址，并储存在函数指针中供使用。（还有其他类似的：GLAD）。
  • GLAD：是一个开源的库，功能跟 GLEW 类似。GLAD 使用了一个在线服务（在这里能够告诉 GLAD 需要定义的 OpenGL 版本，并且根据这个版本加载所有相关的 OpenGL 函数）。
  • SOIL：大多数图形学处理的任务都需要读取图片到内存当中。当前存在着各种各样的图片格式，例如 jpeg, bmp, png 等等；SOIL 提供了将图片加载到内存当中的功能，避免了因繁杂的图片格式读取问题。
  • GLM：提供了大量的矩阵变换，向量变换以及各种针对矩阵和向量的计算操作。

GLFW编译安装

  1. 下载GLFW源码，并解压。

  2. 打开CMake，选择 源代码目录 和 目标文件目录。

  3. 点击**Configure(设置)**按钮，让CMake读取设置和源代码，然后选择工程的生成器 Unix Makefiles 。

  4. CMake会显示可选的编译选项用来配置最终生成的库。这里使用默认设置，并再次点击Configure(设置)按钮保存设置。

  5. 保存之后，点击Generate(生成)按钮，生成的工程文件会在 Build 文件夹中。

  6. 打开终端，cd 进入 Build目录

    1
    $ cd GLFW_Build

  7. 执行 make 命令进行编译安装库文件。

    1
    $ make

  8. 执行 make install 命令进行安装，一般会安装到 /usr/local/include 和 /usr/local/lib 中。

    1
    $ make instll

  9. 查看一下 /usr/local/include

    • 安装前：
    • 安装后：

  10. 查看一下 /usr/local/lib

    • 安装前：
    • 安装后：

至此，Mac OS X 下的 GLFW 环境已经配置好了

GLEW 编译安装

  1. 下载GLEW源码，并解压。

  2. 打开终端，cd 进入 解压目录。

    1
    $ cd GLEW_Source/glew-2.1.0

  3. 执行 make 命令进行编译安装库文件。

    1
    $ make

  4. 执行 make install 命令进行安装，一般会安装到 /usr/local/include 和 /usr/local/lib 中。

    1
    $ make instll

  5. 查看一下 /usr/local/include

    • 安装前：
    • 安装后：

  6. 查看一下 /usr/local/lib

    • 安装前：
    • 安装后：

至此，Mac OS X 下的 GLEW 环境已经配置好了

注意： glew 头文件 必须在包含 glfw头文件之前，否则回报错：gl.h included before glew.h。

GLAD 配置

  1. 打开 GLAD 的在线服务。

  2. 将语言设置为 C/C++，在 API 选项中，选择 3.3 及以上的 OpenGL 版本。

  3. 将模式 Profile 设置为 Core ，保证生成加载器 Generate a loader 选项是选中的。

  4. 先暂时忽略拓展 Extensions 中内容。

  5. 点击生成 Generate 。

  6. 下载生成的 zip 包（包含 glad.c、glad.h 和 khrplatform.h），解压后 include 目录下的 glad 和 KHR 文件夹复制到 /usr/local/include，glad.c 添加到项目中。

  7. 测试代码：

    1
    2
    3
    4
    5
    6
    7
    8
    9
    10
    11
    12
    13
    #include <glad/glad.h>
    #include <GLFW/glfw3.h>

    int main()
    {
        glfwInit();
        glfwWindowHint(GLFW_CONTEXT_VERSION_MAJOR, 3);
        glfwWindowHint(GLFW_CONTEXT_VERSION_MINOR, 3);
        glfwWindowHint(GLFW_OPENGL_PROFILE, GLFW_OPENGL_CORE_PROFILE);
        glfwWindowHint(GLFW_OPENGL_FORWARD_COMPAT, GL_TRUE);
        
        return 0;
    }

注意： glad 头文件 必须在包含 glfw头文件之前，否则回报错：OpenGL header already included, remove this include, glad already provides it，而且不能与 glew 共同使用，否则也会报错：gl.h included before glew.h（glad头文件在glew头文件之前） 或 OpenGL header already included, remove this include, glad already provides it（glad头文件在glew头文件之后） 。

使用

要在 Xcode 中调用相应的库函数，需要在 Xcode 工程中添加相应的头文件和库文件，这里有两种方式可以让 OpenGL 工程找到相应的库文件：

  1. 将库的 include 和 lib 文件夹拷贝到 Xcode 本身的 include 和 lib 文件夹中（不推荐）。

  2. 在新建的工程中链接库的 include 和 lib 文件。这样做更加清晰也更加易于管理，但是每次新建工程都要重新链接相应的库文件，如下:

    • 打开 Xcode 新建一个空工程或者 Command Line Tool。

    • 在工程的 Build Settings 中找到 Header Search Paths，将 /usr/local/include 添加到头文件搜索路径中，记得选上 recursive 。

    • 在工程的 Build Settings 中找到 Library Search Paths，将 /usr/local/lib 添加进来，记得选上 recursive 。

    • 在工程的 Build Phases 中的 Link Binary With Libraries 中，添加以下几个库文件:

      • Cocoa.framework

      • OpenGL.framwork

      • GLUT.framework

      • CoreVideo.framework

      • IOKit.framework

      • libglfw3.a

      • libGLEW.a

        注意: libglfw3.a 和 libGLEW.a 可能需要手动去 /usr/local/lib 中寻找添加。

    • 特别注意1：需要将 Build Settings 里的 Enable Modules(C and Objective-C) 设为 No，否则 GLEW 头文件会报错：（/usr/local/include/GL/glew.h:16426:17: Declaration of ‘PFNGLCOPYTEXSUBIMAGE3DPROC’ must be imported from module ‘OpenGL.GL3’ before it is required）

    • 特别注意2：请确认是在包含 GLFW 的头文件之前包含了 GLAD 或 GLEW 的头文件。GLAD/GLEW的头文件包含了正确的OpenGL头文件（例如GL/gl.h），所以需要在其它依赖于 OpenGL 的头文件之前包含 GLAD/GLEW。

环境测试

  1. 打开 Xcode 新建一个 Command Line Tool 的工程。

  2. 配置环境。

  3. 输入以下测试代码：，运行成功将会看到一个三角形。

    1
    2
    3
    4
    5
    6
    7
    8
    9
    10
    11
    12
    13
    14
    15
    16
    17
    18
    19
    20
    21
    22
    23
    24
    25
    26
    27
    28
    29
    30
    31
    32
    33
    34
    35
    36
    37
    38
    39
    40
    41
    42
    43
    44
    45
    #import <Foundation/Foundation.h>
    #include <GL/glew.h>
    #include <GLFW/glfw3.h>

    void Render(void)
    {
        glClearColor(0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f);
        glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
        glBegin(GL_TRIANGLES);
        {
            glColor3f(1.0,0.0,0.0);
            glVertex2f(0, .5);
            glColor3f(0.0,1.0,0.0);
            glVertex2f(-.5,-.5);
            glColor3f(0.0, 0.0, 1.0);
            glVertex2f(.5, -.5);
        }
        glEnd();
    }

    int main(int argc, const char * argv[]) {
        GLFWwindow* win;
        if(!glfwInit()){
            return -1;
        }
        win = glfwCreateWindow(640, 480, "OpenGL Base Project", NULL, NULL);
        if(!win)
        {
            glfwTerminate();
            exit(EXIT_FAILURE);
        }
        if(!glewInit())
        {
            return -1;
        }
        glfwMakeContextCurrent(win);
        while(!glfwWindowShouldClose(win)){
            Render();
            glfwSwapBuffers(win);
            glfwPollEvents();
        }
        glfwTerminate();
        exit(EXIT_SUCCESS);
        return 0;
    }

    运行结果如下：

    Demo

参考资料