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OpenGL，Qt实现：1入门篇(已更完)_哔哩哔哩_bilibilihttps://www.bilibili.com/video/BV1UL411W71w?p=9&vd_source=0471cde1c644648fafd07b54e303c905目录

一、简单的理论

1.1 什么是 OpenGL？

1.2 核心模式 (core-profile)

1.3 立即渲染模式 (Immediate mode)

1.4 状态机

1.5 对象

二、实战项目

2.1 搭建平台

2.2 VAO 和 VBO

2.3 编译链接着色器

2.4 索引缓冲对象

三、练习

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一、简单的理论

1.1 什么是 OpenGL？

1、Open Graphics Library 是一个由 Khronos 组织制定并维护的规范 (Specification)

2、OpenGL 核心是一个 C 库，同时也支持多种语言的派生

1.2 核心模式 (core-profile)

3.2 版本和以后版本出现的核心模式也叫可编程管线，提供了更多的灵活性，更高的效率，更重要的是可以更深入的理解图形编程

 上图中灰色是不可变成的，3.2 版本以前都是灰色的。上图中的几何着色器也可以不用我们自己来写

1.3 立即渲染模式 (Immediate mode)

早期的 OpenGL 使用的模式 (也就是固定渲染管线)，OpenGL 的大多数功能都被库隐藏起来，容易使用和理解，但是效率太低，开发者很少能控制 OpenGL 如何进行计算。因此从 OpenGL3.2 开始，推出核心模式

1.4 状态机

OpenGL 自身是一个巨大的状态机：描述该如何操作的所有变量的大集合

OpenGL 的状态通常补称为上下文 (Cotext)

状态设置函数 (State-changing Function)

状态应用的函数 (State-using Function)

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

1.5 对象

一个对象是指一些选项的信号，代表 OpenGL 状态每一个子集

struct object_name {
    GLFloat  option1;
    GLunit   option2;
    GLchar[] name;
};

通常把 OpenGL 上下文比作一个大的结构体，包含很多子集：

// OpenGL的状态
struct OpenGL_Context{
    ...
    object object_Window_Target;  // 窗口大小、支持的颜色位数等信息
    ...
};

当前状态只有一份，如果每次显示不同的效果，都要重新配置，会很麻烦。这时候我们就需要一些小助理 (对象)，帮忙记录某些状态的信息，方便复用。

e.g. 如果我们有 10 种子集，每隔子集有 10 种不同的状态，那么我们将需要 100 个助理 (对象)

// 创建对象
GLuint objectId = 0;
glGenObject(1, &objectId);  // 给小助理(对象)一个编号
 
// 绑定对象至上下文
glBindObject(GL_WINDOW_TARGET, objectId);
 
// 设置GL_WINDOW_TARGET对象的一些选项
glSetObjectOption(GL_WINDOW_TARGET, GL_OPTION_WINDOW_WIDTH, 800);
glSetObjectOption(GL_WINDOW_TARGET, GL_OPTION_WINDOW_HEIGHT, 600);
 
 
// 将上下文的 GL_WINDOW_TARGET 对象设回默认
glBindObject(GL_WINDOW_TARGET, 0);  // 小助理已经记录了上面的内容，可以休息了，需要的时候唤醒就可以了
 
// 一旦我们重新绑定这个对象到 GL_WINDOW_TARGET 位置，这些选项就会重新生效

二、实战项目

2.1 搭建平台

2.2 VAO 和 VBO

1、图示

2、标准化设备坐标 (Normalized Device Coordinates, NDC)

顶点着色器中处理过后，就应该是标准化设备坐标了，x、y 和 z 的值在 1.0 到 1.0 的小段空间 (立方体)。落在范围外的坐标都会被裁剪。

3、顶点着色器：

(1) 它会在 GPU 上创建内存，用于储存我们的顶点数据

        通过顶点缓冲对象 (Vertex Buffer 0b jects, VBO) 管理，顶点缓冲对象的缓冲类型是 GL ARRAY_BUFFER

(2) 配置 OpenGL 如何解释这些内存

        通过顶点数组对象(Vertex Array Objects, VAO) 管理，数组里的每一个项都对应一个属性的解析

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。(每一个缓冲类型类似于前面说的子集，每个 VBO 是一个小助理)

VAO 并不保存实际数据，而是放顶点结构定义

4、编写代码

#include "openglwidget.h"
 
float vertices[] = {
    -0.5f, -0.5f, 0.0f,
     0.5f, -0.5f, 0.0f,
     0.0f,  0.5f, 0.0f
};
 
// 创建VBO和VAO对象，并赋予ID
unsigned int VAO, VBO;
 
OpenGLWidget::OpenGLWidget(QWidget *parent) : QOpenGLWidget(parent)
{
 
}
 
// 初始化的槽函数
// 在第一次调用paintGL()或resizeGL()之前调用一次，然后在小部件被分配新的QGLContext时调用一次
void OpenGLWidget::initializeGL()
{
    initializeOpenGLFunctions();
 
 
    glGenVertexArrays(1, &VAO);
    glGenBuffers(1, &VBO);
 
    glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, 0);
    glBindVertexArray(0);
 
    // 当前绑定到target的缓冲区对象创建一个新的数据存储
    // 如果data不是NULL，则使用来自此指针的数据初始化数据存储
    glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(vertices), vertices, GL_STATIC_DRAW);
 
    // 告知显卡如何解析缓冲里的属性值
    glVertexAttribPointer(0, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 3 * sizeof(float), (void*)0);
    // 开启VAO管理的第一个属性值
    glEnableVertexAttribArray(0);
 
    glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, 0);
    glBindVertexArray(0);
}
 
void OpenGLWidget::resizeGL(int w, int h)
{
 
}
 
void OpenGLWidget::paintGL()
{
    glClearColor(0.2f, 0.3f, 0.3f, 1.0f);
    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
 
    glBindVertexArray(VAO);
    glDrawArrays(GL_TRIANGLES, 0, 3);
}

目前程序还不能绘制出图像

2.3 编译链接着色器

#include "openglwidget.h"
 
float vertices[] = {
    -0.5f, -0.5f, 0.0f,
     0.5f, -0.5f, 0.0f,
     0.0f,  0.5f, 0.0f
};
 
// 创建VBO和VAO对象，并赋予ID
unsigned int VAO, VBO;
 
unsigned int shaderProgram;
 
const char* vertexShaderScource =
        "#version 330 core\n"
        "layout (location = 0) in vec3 aPos;\n"
        "void main()\n"
        "{\n"
        "gl_Position = vec4(aPos.x, aPos.y, aPos.z, 1.0);\n"
        "}\n\0";
 
const char* fragmentShaderScource =
        "#version 330 core\n"
        "out vec4 FragColor;\n"
        "void main()\n"
        "{\n"
        "FragColor = vec4(1.0f, 0.5f, 0.2f, 1.0f);\n"
        "}\n\0";
 
OpenGLWidget::OpenGLWidget(QWidget *parent) : QOpenGLWidget(parent)
{
 
}
 
// 初始化的槽函数
// 在第一次调用paintGL()或resizeGL()之前调用一次，然后在小部件被分配新的QGLContext时调用一次
void OpenGLWidget::initializeGL()
{
    initializeOpenGLFunctions();
 
 
    glGenVertexArrays(1, &VAO);
    glGenBuffers(1, &VBO);
 
    // 绑定VBO和VAO对象
    glBindVertexArray(VAO);
    glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, VBO);
 
    // 当前绑定到target的缓冲区对象创建一个新的数据存储
    // 如果data不是NULL，则使用来自此指针的数据初始化数据存储
    glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(vertices), vertices, GL_STATIC_DRAW);
 
    // 告知显卡如何解析缓冲里的属性值
    glVertexAttribPointer(0, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 3 * sizeof(float), (void*)0);
    // 开启VAO管理的第一个属性值
    glEnableVertexAttribArray(0);
 
    glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, 0);
    glBindVertexArray(0);
 
    unsigned int vertexShader = glCreateShader(GL_VERTEX_SHADER);
    glShaderSource(vertexShader, 1, &vertexShaderScource, NULL);
    glCompileShader(vertexShader);
 
    unsigned int fragmentShader = glCreateShader(GL_FRAGMENT_SHADER);
    glShaderSource(fragmentShader, 1, &fragmentShaderScource, NULL);
    glCompileShader(fragmentShader);
 
    shaderProgram = glCreateProgram();
    glAttachShader(shaderProgram, vertexShader);
    glAttachShader(shaderProgram, fragmentShader);
    glLinkProgram(shaderProgram);
 
    glDeleteShader(vertexShader);
    glDeleteShader(fragmentShader);
}
 
void OpenGLWidget::resizeGL(int w, int h)
{
 
}
 
void OpenGLWidget::paintGL()
{
    glClearColor(0.2f, 0.3f, 0.3f, 1.0f);
    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
 
    glUseProgram(shaderProgram);
    glBindVertexArray(VAO);
    glDrawArrays(GL_TRIANGLES, 0, 3);
}

2.4 索引缓冲对象

1、索引缓冲对象 (Element Buffer Object, EBO, 也叫 Index Buffer Object, IBO) 可以绘制两个三角形来组成一个矩形 (OpenGL 主要处理三角形)。这会生成下面的顶点的集合：

2、使用以前的方法画 

添加语句画出线条

3、现在的方法画

再 VAO 解除绑定前绑定 EBO： 

4、图示

目标是 GL_ELEMENT_ARRAY_BUEFER 的时候，VAO 会储存 glBindBuffer 的函数调用。这也意味着它也会储存解绑调用。

VAO 不会存储 GL_ARRAY_BUFFER (VBO) 的 glBindBuffer 的函数调用

 3 中如果提前提前解绑 VAO 上图的黄色线就没有了

三、练习