工业设计的网站,网站开发 原理,基础软件开发平台,做短连接的网站目录
一.写在前面
二.顶点输入
三.顶点着色器
四.编译着色器
五.片段着色器
六.着色器程序
七.链接顶点属性
彩蛋 一.写在前面
我们先认识一下OpenGL常用的几个名词#xff1a; 顶点数组对象#xff1a;Vertex Array Object#xff0c;VAO顶点缓冲对象#xff1a;…目录
一.写在前面
二.顶点输入
三.顶点着色器
四.编译着色器
五.片段着色器
六.着色器程序
七.链接顶点属性
彩蛋 一.写在前面
我们先认识一下OpenGL常用的几个名词 顶点数组对象Vertex Array ObjectVAO顶点缓冲对象Vertex Buffer ObjectVBO元素缓冲对象Element Buffer ObjectEBO索引缓冲对象 Index Buffer ObjectIBO 在OpenGL中任何事物都在3D空间中而屏幕和窗口却是2D像素数组这导致OpenGL的大部分工作都是关于把3D坐标转变为适应你屏幕的2D像素。3D坐标转为2D坐标的处理过程是由OpenGL的图形渲染管线Graphics Pipeline大多译为管线实际上指的是一堆原始图形数据途经一个输送管道期间经过各种变化处理最终出现在屏幕的过程管理的。图形渲染管线可以被划分为两个主要部分第一部分把你的3D坐标转换为2D坐标第二部分是把2D坐标转变为实际的有颜色的像素。
图形渲染管线接受一组3D坐标然后把它们转变为你屏幕上的有色2D像素输出。图形渲染管线可以被划分为几个阶段每个阶段将会把前一个阶段的输出作为输入。所有这些阶段都是高度专门化的它们都有一个特定的函数并且很容易并行执行。正是由于它们具有并行执行的特性当今大多数显卡都有成千上万的小处理核心它们在GPU上为每一个渲染管线阶段运行各自的小程序从而在图形渲染管线中快速处理你的数据。这些小程序叫做着色器(Shader)。
有些着色器可以由开发者配置因为允许用自己写的着色器来代替默认的所以能够更细致地控制图形渲染管线中的特定部分了。因为它们运行在GPU上所以节省了宝贵的CPU时间。OpenGL着色器是用OpenGL着色器语言(OpenGL Shading Language, GLSL)写成的。
下面我们会看到一个图形渲染管线的每个阶段的抽象展示。要注意蓝色部分代表的是我们可以注入自定义的着色器的部分。 图形渲染管线包含很多部分每个部分都将在转换顶点数据到最终像素这一过程中处理各自特定的阶段。
首先我们以数组的形式传递3个3D坐标作为图形渲染管线的输入用来表示一个三角形这个数组叫做顶点数据(Vertex Data)顶点数据是一系列顶点的集合。一个顶点(Vertex)是一个3D坐标的数据的集合。而顶点数据是用顶点属性(Vertex Attribute)表示的它可以包含任何我们想用的数据但是简单起见我们还是假定每个顶点只由一个3D位置(译注1)和一些颜色值组成。 为了让OpenGL知道我们的坐标和颜色值构成的到底是什么OpenGL需要你去指定这些数据所表示的渲染类型。我们是希望把这些数据渲染成一系列的点一系列的三角形还是仅仅是一个长长的线做出的这些提示叫做图元(Primitive)任何一个绘制指令的调用都将把图元传递给OpenGL。这是其中的几个GL_POINTS、GL_TRIANGLES、GL_LINE_STRIP 图形渲染管线的第一个部分是顶点着色器(Vertex Shader)它把一个单独的顶点作为输入。顶点着色器主要的目的是把3D坐标转为另一种3D坐标后面会解释同时顶点着色器允许我们对顶点属性进行一些基本处理。
图元装配(Primitive Assembly)阶段将顶点着色器输出的所有顶点作为输入如果是GL_POINTS那么就是一个顶点并所有的点装配成指定图元的形状本节例子中是一个三角形。
图元装配阶段的输出会传递给几何着色器(Geometry Shader)。几何着色器把图元形式的一系列顶点的集合作为输入它可以通过产生新顶点构造出新的或是其它的图元来生成其他形状。例子中它生成了另一个三角形。
几何着色器的输出会被传入光栅化阶段(Rasterization Stage)这里它会把图元映射为最终屏幕上相应的像素生成供片段着色器(Fragment Shader)使用的片段(Fragment)。在片段着色器运行之前会执行裁切(Clipping)。裁切会丢弃超出你的视图以外的所有像素用来提升执行效率。
片段着色器的主要目的是计算一个像素的最终颜色这也是所有OpenGL高级效果产生的地方。通常片段着色器包含3D场景的数据比如光照、阴影、光的颜色等等这些数据可以被用来计算最终像素的颜色。
在所有对应颜色值确定以后最终的对象将会被传到最后一个阶段我们叫做Alpha测试和混合(Blending)阶段。这个阶段检测片段的对应的深度和模板(Stencil)值后面会讲用它们来判断这个像素是其它物体的前面还是后面决定是否应该丢弃。这个阶段也会检查alpha值alpha值定义了一个物体的透明度并对物体进行混合(Blend)。所以即使在片段着色器中计算出来了一个像素输出的颜色在渲染多个三角形的时候最后的像素颜色也可能完全不同。
可以看到图形渲染管线非常复杂它包含很多可配置的部分。然而对于大多数场合我们只需要配置顶点和片段着色器就行了。几何着色器是可选的通常使用它默认的着色器就行了。
二.顶点输入
开始绘制图形之前我们需要先给OpenGL输入一些顶点数据。OpenGL是一个3D图形库所以在OpenGL中我们指定的所有坐标都是3D坐标x、y和z。OpenGL不是简单地把所有的3D坐标变换为屏幕上的2D像素OpenGL仅当3D坐标在3个轴x、y和z上-1.0到1.0的范围内时才处理它。所有在这个范围内的坐标叫做标准化设备坐标(Normalized Device Coordinates)此范围内的坐标最终显示在屏幕上在这个范围以外的坐标则不会显示。
由于我们希望渲染一个三角形我们一共要指定三个顶点每个顶点都有一个3D位置。我们会将它们以标准化设备坐标的形式OpenGL的可见区域定义为一个float数组。
float vertices[] {-0.5f, -0.5f, 0.0f,0.5f, -0.5f, 0.0f,0.0f, 0.5f, 0.0f
}; 由于OpenGL是在3D空间中工作的而我们渲染的是一个2D三角形我们将它顶点的z坐标设置为0.0。这样子的话三角形每一点的深度(Depth)都是一样的从而使它看上去像是2D的。 标准化设备坐标(Normalized Device Coordinates, NDC) 一旦你的顶点坐标已经在顶点着色器中处理过它们就应该是标准化设备坐标了标准化设备坐标是一个x、y和z值在-1.0到1.0的一小段空间。任何落在范围外的坐标都会被丢弃/裁剪不会显示在你的屏幕上。下面你会看到我们定义的在标准化设备坐标中的三角形(忽略z轴) 与通常的屏幕坐标不同y轴正方向为向上(0, 0)坐标是这个图像的中心而不是左上角。最终你希望所有(变换过的)坐标都在这个坐标空间中否则它们就不可见了。 定义好这样的顶点数据以后我们将它作为输入参数发送给图形渲染管线的第一个处理阶段顶点着色器。它会在GPU上创建好内存并储存我们的顶点数据还要配置OpenGL如何解释这些内存并且指定其如何发送给显卡。顶点着色器接着会处理我们在内存中指定数量的顶点。
我们通过顶点缓冲对象(Vertex Buffer Objects, VBO)管理这个内存它会在GPU内存通常被称为显存中储存大量顶点。使用这些缓冲对象的好处是我们可以一次性的发送一大批数据到显卡上而不是每个顶点发送一次。从CPU把数据发送到显卡相对较慢所以只要可能我们都要尝试尽量一次性发送尽可能多的数据。当数据发送至显卡的内存中后顶点着色器几乎能立即访问顶点这是个非常快的过程。
顶点缓冲对象是我们在OpenGL教程中第一个出现的OpenGL对象。就像OpenGL中的其它对象一样这个缓冲有一个独一无二的ID所以我们可以使用glGenBuffers函数和一个缓冲ID生成一个VBO对象 unsigned int VBO; glGenBuffers(1, VBO); OpenGL有很多缓冲对象类型顶点缓冲对象的缓冲类型是GL_ARRAY_BUFFER。OpenGL允许我们同时绑定多个缓冲只要它们是不同的缓冲类型。我们可以使用glBindBuffer函数把新创建的缓冲绑定到GL_ARRAY_BUFFER目标上 glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, VBO); 从这一刻起我们使用的任何在GL_ARRAY_BUFFER目标上的缓冲调用都会用来配置当前绑定的缓冲(VBO)。然后我们可以调用glBufferData函数它会把之前定义的顶点数据复制到缓冲的内存中 glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(vertices), vertices, GL_STATIC_DRAW); glBufferData是一个专门用来把用户定义的数据复制到当前绑定缓冲的函数。它的第一个参数是目标缓冲的类型顶点缓冲对象当前绑定到GL_ARRAY_BUFFER目标上。第二个参数指定传输数据的大小(以字节为单位)用一个简单的sizeof计算出顶点数据大小就行。第三个参数是我们希望发送的实际数据。
第四个参数指定了我们希望显卡如何管理给定的数据。它有三种形式 GL_STATIC_DRAW 数据不会或几乎不会改变。GL_DYNAMIC_DRAW数据会被改变很多。GL_STREAM_DRAW 数据每次绘制时都会改变。 三角形的位置数据不会改变每次渲染调用时都保持原样所以它的使用类型最好是GL_STATIC_DRAW。如果比如说一个缓冲中的数据将频繁被改变那么使用的类型就是GL_DYNAMIC_DRAW或GL_STREAM_DRAW这样就能确保显卡把数据放在能够高速写入的内存部分。
现在我们已经把顶点数据储存在显卡的内存中用VBO这个顶点缓冲对象管理。下面我们会创建一个顶点着色器和片段着色器来真正处理这些数据。
三.顶点着色器
顶点着色器(Vertex Shader)是几个可编程着色器中的一个。如果我们打算做渲染的话现代OpenGL需要我们至少设置一个顶点着色器和一个片段着色器。 使用着色器语言GLSL(OpenGL Shading Language)编写顶点着色器然后编译这个着色器这样我们就可以在程序中使用它了。下面你会看到一个非常基础的GLSL顶点着色器的源代码 #version 330 core layout (location 0) in vec3 aPos; void main() { gl_Position vec4(aPos.x, aPos.y, aPos.z, 1.0); } 可以看到GLSL看起来很像C语言。每个着色器都起始于一个版本声明。OpenGL 3.3以及和更高版本中GLSL版本号和OpenGL的版本是匹配的比如说GLSL 420版本对应于OpenGL 4.2。我们同样明确表示我们会使用核心模式。
下一步使用in关键字在顶点着色器中声明所有的输入顶点属性(Input Vertex Attribute)。现在我们只关心位置(Position)数据所以我们只需要一个顶点属性。GLSL有一个向量数据类型它包含1到4个float分量包含的数量可以从它的后缀数字看出来。由于每个顶点都有一个3D坐标我们就创建一个vec3输入变量aPos。我们同样也通过layout (location 0)设定了输入变量的位置值(Location)你后面会看到为什么我们会需要这个位置值。
为了设置顶点着色器的输出我们必须把位置数据赋值给预定义的gl_Position变量它在幕后是vec4类型的。在main函数的最后我们将gl_Position设置的值会成为该顶点着色器的输出。由于我们的输入是一个3分量的向量我们必须把它转换为4分量的。我们可以把vec3的数据作为vec4构造器的参数同时把w分量设置为1.0f我们会在后面解释为什么来完成这一任务。
当前这个顶点着色器可能是我们能想到的最简单的顶点着色器了因为我们对输入数据什么都没有处理就把它传到着色器的输出了。在真实的程序里输入数据通常都不是标准化设备坐标所以我们首先必须先把它们转换至OpenGL的可视区域内。
四.编译着色器
现在我们暂时将顶点着色器的源代码硬编码在代码文件顶部的C风格字符串中:
const char *vertexShaderSource #version 330 core\nlayout (location 0) in vec3 aPos;\nvoid main()\n{\n gl_Position vec4(aPos.x, aPos.y, aPos.z, 1.0);\n}\0;
为了能够让OpenGL使用它我们必须在运行时动态编译它的源代码。
我们首先要做的是创建一个着色器对象注意还是用ID来引用的。所以我们储存这个顶点着色器为unsigned int然后用glCreateShader创建这个着色器
unsigned int vertexShader;
vertexShader glCreateShader(GL_VERTEX_SHADER);
我们把需要创建的着色器类型以参数形式提供给glCreateShader。由于我们正在创建一个顶点着色器传递的参数是GL_VERTEX_SHADER。
下一步我们把这个着色器源码附加到着色器对象上然后编译它
glShaderSource(vertexShader, 1, vertexShaderSource, NULL);
glCompileShader(vertexShader);
glShaderSource函数把要编译的着色器对象作为第一个参数。第二参数指定了传递的源码字符串数量这里只有一个。第三个参数是顶点着色器真正的源码第四个参数我们先设置为NULL。 你可能会希望检测在调用glCompileShader后编译是否成功了如果没成功的话你还会希望知道错误是什么这样你才能修复它们。检测编译时错误可以通过以下代码来实现 int success;
char infoLog[512];
glGetShaderiv(vertexShader, GL_COMPILE_STATUS, success);首先我们定义一个整型变量来表示是否成功编译还定义了一个储存错误消息如果有的话的容器。然后我们用glGetShaderiv检查是否编译成功。如果编译失败我们会用glGetShaderInfoLog获取错误消息然后打印它。 if(!success)
{glGetShaderInfoLog(vertexShader, 512, NULL, infoLog);std::cout ERROR::SHADER::VERTEX::COMPILATION_FAILED\n infoLog std::endl;
} 如果编译的时候没有检测到任何错误顶点着色器就被编译成功了。
五.片段着色器
片段着色器(Fragment Shader)是第二个也是最后一个我们打算创建的用于渲染三角形的着色器。片段着色器所做的是计算像素最后的颜色输出。为了让事情更简单我们的片段着色器将会一直输出橘黄色。 在计算机图形中颜色被表示为有4个元素的数组红色、绿色、蓝色和alpha(透明度)分量通常缩写为RGBA。当在OpenGL或GLSL中定义一个颜色的时候我们把颜色每个分量的强度设置在0.0到1.0之间。比如说我们设置红为1.0f绿为1.0f我们会得到两个颜色的混合色即黄色。这三种颜色分量的不同调配可以生成超过1600万种不同的颜色 #version 330 core
out vec4 FragColor;void main()
{FragColor vec4(1.0f, 0.5f, 0.2f, 1.0f);
} 片段着色器只需要一个输出变量这个变量是一个4分量向量它表示的是最终的输出颜色我们应该自己将其计算出来。声明输出变量可以使用out关键字这里我们命名为FragColor。下面我们将一个Alpha值为1.0(1.0代表完全不透明)的橘黄色的vec4赋值给颜色输出。
编译片段着色器的过程与顶点着色器类似只不过我们使用GL_FRAGMENT_SHADER常量作为着色器类型
unsigned int fragmentShader;
fragmentShader glCreateShader(GL_FRAGMENT_SHADER);
glShaderSource(fragmentShader, 1, fragmentShaderSource, NULL);
glCompileShader(fragmentShader);
两个着色器现在都编译了剩下的事情是把两个着色器对象链接到一个用来渲染的着色器程序(Shader Program)中。
六.着色器程序
着色器程序对象(Shader Program Object)是多个着色器合并之后并最终链接完成的版本。如果要使用刚才编译的着色器我们必须把它们链接(Link)为一个着色器程序对象然后在渲染对象的时候激活这个着色器程序。已激活着色器程序的着色器将在我们发送渲染调用的时候被使用。
当链接着色器至一个程序的时候它会把每个着色器的输出链接到下个着色器的输入。当输出和输入不匹配的时候你会得到一个连接错误。
创建一个程序对象很简单
unsigned int shaderProgram;
shaderProgram glCreateProgram();
glCreateProgram函数创建一个程序并返回新创建程序对象的ID引用。现在我们需要把之前编译的着色器附加到程序对象上然后用glLinkProgram链接它们
glAttachShader(shaderProgram, vertexShader);
glAttachShader(shaderProgram, fragmentShader);
glLinkProgram(shaderProgram);
代码应该很清楚我们把着色器附加到了程序上然后用glLinkProgram链接。 就像着色器的编译一样我们也可以检测链接着色器程序是否失败并获取相应的日志。与上面不同我们不会调用glGetShaderiv和glGetShaderInfoLog现在我们使用 glGetProgramiv(shaderProgram, GL_LINK_STATUS, success);
if(!success) {glGetProgramInfoLog(shaderProgram, 512, NULL, infoLog);...
} 得到的结果就是一个程序对象我们可以调用glUseProgram函数用刚创建的程序对象作为它的参数以激活这个程序对象
glUseProgram(shaderProgram); 在glUseProgram函数调用之后每个着色器调用和渲染调用都会使用这个程序对象也就是之前写的着色器)了。
对了在把着色器对象链接到程序对象以后记得删除着色器对象我们不再需要它们了
glDeleteShader(vertexShader);
glDeleteShader(fragmentShader);
现在我们已经把输入顶点数据发送给了GPU并指示了GPU如何在顶点和片段着色器中处理它。就快要完成了但还没结束OpenGL还不知道它该如何解释内存中的顶点数据以及它该如何将顶点数据链接到顶点着色器的属性上。我们需要告诉OpenGL怎么做。
七.链接顶点属性
顶点着色器允许我们指定任何以顶点属性为形式的输入。这使其具有很强的灵活性的同时它还的确意味着我们必须手动指定输入数据的哪一个部分对应顶点着色器的哪一个顶点属性。所以我们必须在渲染前指定OpenGL该如何解释顶点数据。
我们的顶点缓冲数据会被解析为下面这样子 位置数据被储存为32位4字节浮点值。每个位置包含3个这样的值。在这3个值之间没有空隙或其他值。这几个值在数组中紧密排列(Tightly Packed)。数据中第一个值在缓冲开始的位置。 有了这些信息我们就可以使用glVertexAttribPointer函数告诉OpenGL该如何解析顶点数据应用到逐个顶点属性上了
glVertexAttribPointer(0, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 3 * sizeof(float), (void*)0);
glEnableVertexAttribArray(0); 第一个参数指定我们要配置的顶点属性。还记得我们在顶点着色器中使用layout(location 0)定义了position顶点属性的位置值(Location)吗它可以把顶点属性的位置值设置为0。因为我们希望把数据传递到这一个顶点属性中所以这里我们传入0。第二个参数指定顶点属性的大小。顶点属性是一个vec3它由3个值组成所以大小是3。第三个参数指定数据的类型这里是GL_FLOAT(GLSL中vec*都是由浮点数值组成的)。下个参数定义我们是否希望数据被标准化(Normalize)。如果我们设置为GL_TRUE所有数据都会被映射到0对于有符号型signed数据是-1到1之间。我们把它设置为GL_FALSE。第五个参数叫做步长(Stride)它告诉我们在连续的顶点属性组之间的间隔。由于下个组位置数据在3个float之后我们把步长设置为3 * sizeof(float)。要注意的是由于我们知道这个数组是紧密排列的在两个顶点属性之间没有空隙我们也可以设置为0来让OpenGL决定具体步长是多少只有当数值是紧密排列时才可用。一旦我们有更多的顶点属性我们就必须更小心地定义每个顶点属性之间的间隔我们在后面会看到更多的例子译注: 这个参数的意思简单说就是从这个属性第二次出现的地方到整个数组0位置之间有多少字节。最后一个参数的类型是void*所以需要我们进行这个奇怪的强制类型转换。它表示位置数据在缓冲中起始位置的偏移量(Offset)。由于位置数据在数组的开头所以这里是0。我们会在后面详细解释这个参数。 每个顶点属性从一个VBO管理的内存中获得它的数据而具体是从哪个VBO程序中可以有多个VBO获取则是通过在调用glVertexAttribPointer时绑定到GL_ARRAY_BUFFER的VBO决定的。由于在调用glVertexAttribPointer之前绑定的是先前定义的VBO对象顶点属性0现在会链接到它的顶点数据。 现在我们已经定义了OpenGL该如何解释顶点数据我们现在应该使用glEnableVertexAttribArray以顶点属性位置值作为参数启用顶点属性顶点属性默认是禁用的。自此所有东西都已经设置好了我们使用一个顶点缓冲对象将顶点数据初始化至缓冲中建立了一个顶点和一个片段着色器并告诉了OpenGL如何把顶点数据链接到顶点着色器的顶点属性上。在OpenGL中绘制一个物体代码会像是这样
// 0. 复制顶点数组到缓冲中供OpenGL使用
glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, VBO);
glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(vertices), vertices, GL_STATIC_DRAW);
// 1. 设置顶点属性指针
glVertexAttribPointer(0, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 3 * sizeof(float), (void*)0);
glEnableVertexAttribArray(0);
// 2. 当我们渲染一个物体时要使用着色器程序
glUseProgram(shaderProgram);
// 3. 绘制物体
someOpenGLFunctionThatDrawsOurTriangle();
每当我们绘制一个物体的时候都必须重复这一过程。这看起来可能不多但是如果有超过5个顶点属性上百个不同物体呢这其实并不罕见。绑定正确的缓冲对象为每个物体配置所有顶点属性很快就变成一件麻烦事。有没有一些方法可以使我们把所有这些状态配置储存在一个对象中并且可以通过绑定这个对象来恢复状态呢
顶点数组对象(Vertex Array Object, VAO)可以像顶点缓冲对象那样被绑定任何随后的顶点属性调用都会储存在这个VAO中。这样的好处就是当配置顶点属性指针时你只需要将那些调用执行一次之后再绘制物体的时候只需要绑定相应的VAO就行了。这使在不同顶点数据和属性配置之间切换变得非常简单只需要绑定不同的VAO就行了。刚刚设置的所有状态都将存储在VAO中. OpenGL的核心模式要求我们使用VAO所以它知道该如何处理我们的顶点输入。如果我们绑定VAO失败OpenGL会拒绝绘制任何东西。 一个顶点数组对象会储存以下这些内容 glEnableVertexAttribArray和glDisableVertexAttribArray的调用。通过glVertexAttribPointer设置的顶点属性配置。通过glVertexAttribPointer调用与顶点属性关联的顶点缓冲对象。 创建一个VAO和创建一个VBO很类似
unsigned int VAO;
glGenVertexArrays(1, VAO); 要想使用VAO要做的只是使用glBindVertexArray绑定VAO。从绑定之后起我们应该绑定和配置对应的VBO和属性指针之后解绑VAO供之后使用。当我们打算绘制一个物体的时候我们只要在绘制物体前简单地把VAO绑定到希望使用的设定上就行了。这段代码应该看起来像这样
// ..:: 初始化代码只运行一次 (除非你的物体频繁改变) :: ..
// 1. 绑定VAO
glBindVertexArray(VAO);
// 2. 把顶点数组复制到缓冲中供OpenGL使用
glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, VBO);
glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(vertices), vertices, GL_STATIC_DRAW);
// 3. 设置顶点属性指针
glVertexAttribPointer(0, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 3 * sizeof(float), (void*)0);
glEnableVertexAttribArray(0);[...]// ..:: 绘制代码渲染循环中 :: ..
// 4. 绘制物体
glUseProgram(shaderProgram);
glBindVertexArray(VAO);
someOpenGLFunctionThatDrawsOurTriangle(); 就这么多了前面做的一切都是等待这一刻一个储存了我们顶点属性配置和应使用的VBO的顶点数组对象。一般当你打算绘制多个物体时你首先要生成/配置所有的VAO和必须的VBO及属性指针)然后储存它们供后面使用。当我们打算绘制物体的时候就拿出相应的VAO绑定它绘制完物体后再解绑VAO。
要想绘制我们想要的物体OpenGL给我们提供了glDrawArrays函数它使用当前激活的着色器之前定义的顶点属性配置和VBO的顶点数据通过VAO间接绑定来绘制图元。
glUseProgram(shaderProgram);
glBindVertexArray(VAO);
glDrawArrays(GL_TRIANGLES, 0, 3);
glDrawArrays函数第一个参数是我们打算绘制的OpenGL图元的类型。由于我们在一开始时说过我们希望绘制的是一个三角形这里传递GL_TRIANGLES给它。第二个参数指定了顶点数组的起始索引我们这里填0。最后一个参数指定我们打算绘制多少个顶点这里是3我们只从我们的数据中渲染一个三角形它只有3个顶点长。
现在尝试编译代码如果弹出了任何错误回头检查你的代码。如果你编译通过了你应该看到下面的结果 附完整代码如下
#include glad/glad.h
#include GLFW/glfw3.h#include iostreamvoid 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;// 定义顶点着色器
const char* vertexShaderSource #version 330 core\n
layout (location 0) in vec3 aPos;\n
void main()\n
{\ngl_Position vec4(aPos.x, aPos.y, aPos.z, 1.0);\n
}\0;//定义片段着色器
const char* fragmentShaderSource #version 330 core\n
out vec4 FragColor;\n
void main()\n
{\nFragColor vec4(1.0f, 0.5f, 0.2f, 1.0f);\n
}\n\0;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, 【菜鸟驿站】LearnOpenGL基础入门 绘制纯色三角形, 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;}// build and compile our shader program// ------------------------------------// vertex shader 创建着色器对象unsigned int vertexShader glCreateShader(GL_VERTEX_SHADER);//将顶点着色器源码附加到着色器对象上glShaderSource(vertexShader, 1, vertexShaderSource, NULL);//编译顶点着色器glCompileShader(vertexShader);// check for shader compile errorsint success;char infoLog[512];glGetShaderiv(vertexShader, GL_COMPILE_STATUS, success);if (!success){glGetShaderInfoLog(vertexShader, 512, NULL, infoLog);std::cout ERROR::SHADER::VERTEX::COMPILATION_FAILED\n infoLog std::endl;}// fragment shader 创建片段着色器对象unsigned int fragmentShader glCreateShader(GL_FRAGMENT_SHADER);glShaderSource(fragmentShader, 1, fragmentShaderSource, NULL);glCompileShader(fragmentShader);// check for shader compile errorsglGetShaderiv(fragmentShader, GL_COMPILE_STATUS, success);if (!success){glGetShaderInfoLog(fragmentShader, 512, NULL, infoLog);std::cout ERROR::SHADER::FRAGMENT::COMPILATION_FAILED\n infoLog std::endl;}// link shaders 创建程序对象unsigned int shaderProgram glCreateProgram();//将编译的顶点着色器和片段着色器附加到程序上并链接glAttachShader(shaderProgram, vertexShader);glAttachShader(shaderProgram, fragmentShader);glLinkProgram(shaderProgram);// check for linking errorsglGetProgramiv(shaderProgram, GL_LINK_STATUS, success);if (!success) {glGetProgramInfoLog(shaderProgram, 512, NULL, infoLog);std::cout ERROR::SHADER::PROGRAM::LINKING_FAILED\n infoLog std::endl;}glDeleteShader(vertexShader);glDeleteShader(fragmentShader);// set up vertex data (and buffer(s)) and configure vertex attributes// ------------------------------------------------------------------//定义三角形顶点float vertices[] {-0.5f, -0.5f, 0.0f, // left 0.5f, -0.5f, 0.0f, // right 0.0f, 0.5f, 0.0f // top };unsigned int VBO, VAO;glGenVertexArrays(1, VAO);glGenBuffers(1, VBO); //顶点缓冲对象// bind the Vertex Array Object first, then bind and set vertex buffer(s), and then configure vertex attributes(s).glBindVertexArray(VAO);glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, VBO); //绑定顶点缓冲glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(vertices), vertices, GL_STATIC_DRAW); //将顶点数据复制到缓冲内存中//解析顶点数据glVertexAttribPointer(0, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 3 * sizeof(float), (void*)0);glEnableVertexAttribArray(0);// note that this is allowed, the call to glVertexAttribPointer registered VBO as the vertex attributes bound vertex buffer object so afterwards we can safely unbindglBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, 0);// You can unbind the VAO afterwards so other VAO calls wont accidentally modify this VAO, but this rarely happens. Modifying other// VAOs requires a call to glBindVertexArray anyways so we generally dont unbind VAOs (nor VBOs) when its not directly necessary.glBindVertexArray(0);// uncomment this call to draw in wireframe polygons.//glPolygonMode(GL_FRONT_AND_BACK, GL_LINE);// render loop// -----------while (!glfwWindowShouldClose(window)){// input// -----processInput(window);// render// ------glClearColor(0.2f, 0.6f, 0.2f, 1.0f);glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);// draw our first triangleglUseProgram(shaderProgram);glBindVertexArray(VAO); // seeing as we only have a single VAO theres no need to bind it every time, but well do so to keep things a bit more organizedglDrawArrays(GL_TRIANGLES, 0, 3);// glBindVertexArray(0); // no need to unbind it every time // glfw: swap buffers and poll IO events (keys pressed/released, mouse moved etc.)// -------------------------------------------------------------------------------glfwSwapBuffers(window);glfwPollEvents();}// optional: de-allocate all resources once theyve outlived their purpose:// ------------------------------------------------------------------------glDeleteVertexArrays(1, VAO);glDeleteBuffers(1, VBO);glDeleteProgram(shaderProgram);// 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);
}
彩蛋
8.1 当左边顶点值超出设备时
//定义三角形顶点float vertices[] {-1.5f, -0.5f, 0.0f, // left 0.5f, -0.5f, 0.0f, // right 0.0f, 0.5f, 0.0f // top };
得到的结果 8.2 当上面顶点超出设备时
//定义三角形顶点float vertices[] {-0.5f, -0.5f, 0.0f, // left 0.5f, -0.5f, 0.0f, // right 0.0f, 2.5f, 0.0f // top };
