本文基于Win10 + Visual Studio 2019 + OpenGL 3.3。参考“你好,三角形”。
一、准备工作
图形渲染管线 顶点数据 图元 顶点缓冲对象(VBO) 顶点数组对象(VAO)
二、绘制三角形
建立顶点数组
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)。
我们要指定三角形的三个坐标。
float vertices[] = {
-0.5f, -0.5f, 0.0f,
0.5f, -0.5f, 0.0f,
0.0f, 0.5f, 0.0f
};
使用GLSL编写顶点着色器程序
// 顶点着色器程序
const char* vertexShaderSource = "#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"
"}\0";
gl_Position 是什么?
创建顶点着色器对象,并编译顶点着色器程序
// 建立顶点着色器对象
unsigned int vertexShader;
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);
// 编译顶点着色器源码
glCompileShader(vertexShader);
// 检查是否编译成功
int 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;
}
编写片段着色器程序
const char *fragmentShaderSource = "#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";
片段着色器中输出的FragColor表示最终的输出颜色。
创建片段着色器对象,并编译片段着色器程序
步骤同顶点着色器相同。只是创建对象时传入的参数不同,一个是GL_VERTEX_SHADER,一个是GL_FRAGMENT_SHADER。
// 创建片段着色器对象
unsigned int fragmentShader = glCreateShader(GL_FRAGMENT_SHADER);
// 将片段着色器程序附加到片段着色器对象上
glShaderSource(fragmentShader, 1, &fragmentShaderSource, NULL);
// 编译片断着色器程序
glCompileShader(fragmentShader);
// 检查是否编译成功
glGetShaderiv(fragmentShader, GL_COMPILE_STATUS, &success);
if (!success)
{
glGetShaderInfoLog(fragmentShader, 512, NULL, infoLog);
std::cout << "ERROR::SHADER::FRAGMENT::COMPILATION_FAILED\n" << infoLog << std::endl;
}
创建着色器程序对象
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。
// 创建着色器程序对象
unsigned int shaderProgram = glCreateProgram();
// 把编译完成的顶点着色器和片段着色器附加到着色器程序对象上
glAttachShader(shaderProgram, vertexShader);
glAttachShader(shaderProgram, fragmentShader);
// 将顶点着色器和片段着色器链接起来,构成一个可执行的着色器程序
glLinkProgram(shaderProgram);
// 检查是否链接成功
glGetProgramiv(shaderProgram, GL_LINK_STATUS, &success);
if (!success) {
glGetProgramInfoLog(shaderProgram, 512, NULL, infoLog);
std::cout << "ERROR::SHADER::PROGRAM::LINKING_FAILED\n" << infoLog << std::endl;
}
// 此时可以安全的删除着色器对象
glDeleteShader(vertexShader);
glDeleteShader(fragmentShader);
为什么把着色器对象链接到着色器程序后,就可以删除着色器对象了?
创建顶点数组对象(VAO)
我们可以把VAO和VBO的创建放到一块。正确的顺序是:1.创建VAO和VBO,2.绑定VAO,3.绑定和设置VBO,4.配置顶点属性。
// 生成一个VAO对象
unsigned int VAO;
glGenVertexArrays(1, &VAO);
// 绑定VAO
glBindVertexArray(VAO);
创建顶点缓冲对象(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。
// 生成一个VBO对象
unsigned int VBO;
glGenBuffers(1, &VBO);
//绑定VBO到 GL_ARRAY_BUFFER 上,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)。
glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, VBO);
//把顶点数据复制到VBO内存中。
glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(vertices), vertices, GL_STATIC_DRAW);
//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。
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。但OpenGL还不知道它该如何解释显存中的顶点数据,以及它该如何将顶点数据链接到顶点着色器的属性上。
链接顶点属性并启用
即告诉OpenGL应该如何解释这些顶点数据(应用到逐个的顶点属性上)。
glVertexAttribPointer(0, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 3 * sizeof(float), (void*)0);
- 第一个参数指定我们要配置的顶点属性。由我们在顶点着色器程序中,指定的
layout (location = 0)
中的location的值。我们希望把数据传递到这一个顶点属性中,即为0. - 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)
。
顶点属性默认是禁用的,我们在配置完如何解释数据后,应该启用顶点属性。
glEnableVertexAttribArray(0);
参数同样为顶点属性的location值。
解绑VBO和VAO
// 解绑VBO
glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, 0);
// 解绑VAO
glBindVertexArray(0);
渲染循环内代码
首先,设置颜色缓冲区,清空屏幕的颜色缓冲对象,将屏幕颜色设置成我们设置的颜色。
// 设置颜色缓冲区的默认颜色
glClearColor(0.2f, 0.3f, 0.3f, 1.0f);
// 清空屏幕颜色缓冲区并设置成我们上面设置的颜色
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
然后,绘制我们的三角形。
// 使用着色器程序对象
glUseProgram(shaderProgram);
// 绑定VAO,调用设置的一组状态
glBindVertexArray(VAO);
//绘制三角形
glDrawArrays(GL_TRIANGLES, 0, 3);
// 不需要每次解绑VAO,因为调用glBindVertexArray会自动解绑上次绑定的VAO.
渲染循环外释放资源
资源不需要了就释放,养成良好的习惯
// 释放资源
glDeleteVertexArrays(1, &VAO);
glDeleteBuffers(1, &VBO);
glDeleteProgram(shaderProgram);
运行程序
没有错误的话,会在画面中弹出我们想要的三角形和背景颜色。
完整代码如下:
查看代码
#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;
float vertices[] = { //三角形的三个顶点
-0.5f, -0.5f, 0.0f, //顶点1
0.5f, -0.5f, 0.0f, //顶点2
0.0f, 0.5f, 0.0f //顶点3
};
// 顶点着色器程序
const char* vertexShaderSource = "#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"
"}\0";
// 片段着色器程序
const char* fragmentShaderSource = "#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";
int main()
{
//实例化GLFW窗口
glfwInit();
glfwWindowHint(GLFW_CONTEXT_VERSION_MAJOR, 3);
glfwWindowHint(GLFW_CONTEXT_VERSION_MINOR, 3);
glfwWindowHint(GLFW_OPENGL_PROFILE, GLFW_OPENGL_CORE_PROFILE);
GLFWwindow* window = glfwCreateWindow(800, 600, "LearnOpenGL", 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是用来管理OpenGL的函数指针的,在调用任何OpenGL的函数之前我们需要初始化GLAD。
if (!gladLoadGLLoader((GLADloadproc)glfwGetProcAddress))
{
std::cout << "Failed to initialize GLAD" << std::endl;
return -1;
}
// 建立顶点着色器对象
unsigned int vertexShader;
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);
// 编译顶点着色器源码
glCompileShader(vertexShader);
// 检查是否编译成功
int 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;
}
// 创建片段着色器对象
unsigned int fragmentShader = glCreateShader(GL_FRAGMENT_SHADER);
// 将片段着色器程序附加到片段着色器对象上
glShaderSource(fragmentShader, 1, &fragmentShaderSource, NULL);
// 编译片断着色器程序
glCompileShader(fragmentShader);
// 检查是否编译成功
glGetShaderiv(fragmentShader, GL_COMPILE_STATUS, &success);
if (!success)
{
glGetShaderInfoLog(fragmentShader, 512, NULL, infoLog);
std::cout << "ERROR::SHADER::FRAGMENT::COMPILATION_FAILED\n" << infoLog << std::endl;
}
// 创建着色器程序对象
unsigned int shaderProgram = glCreateProgram();
// 把编译完成的顶点着色器和片段着色器附加到着色器程序对象上
glAttachShader(shaderProgram, vertexShader);
glAttachShader(shaderProgram, fragmentShader);
// 将顶点着色器和片段着色器链接起来,构成一个可执行的着色器程序
glLinkProgram(shaderProgram);
// 检查是否链接成功
glGetProgramiv(shaderProgram, GL_LINK_STATUS, &success);
if (!success) {
glGetProgramInfoLog(shaderProgram, 512, NULL, infoLog);
std::cout << "ERROR::SHADER::PROGRAM::LINKING_FAILED\n" << infoLog << std::endl;
}
// 此时可以安全的删除着色器对象
glDeleteShader(vertexShader);
glDeleteShader(fragmentShader);
// 生成一个VAO对象
unsigned int VAO;
glGenVertexArrays(1, &VAO);
// 绑定VAO
glBindVertexArray(VAO);
// 生成一个VBO对象
unsigned int VBO;
glGenBuffers(1, &VBO);
//绑定VBO到 GL_ARRAY_BUFFER 上,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)。
glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, VBO);
//把顶点数据复制到VBO内存中。
glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(vertices), vertices, GL_STATIC_DRAW);
//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。
// 告诉opengl应该如何解释顶点数据,即把数据应用到顶点属性上。
glVertexAttribPointer(0, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 3 * sizeof(float), (void*)0);
// 顶点属性默认是禁用的, 需要启用。
glEnableVertexAttribArray(0);
// 解绑VBO
glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, 0);
// 解绑VAO
glBindVertexArray(0);
//渲染循环
while (!glfwWindowShouldClose(window))
{
// 处理输入事件
processInput(window);
// 设置颜色缓冲区的默认颜色
glClearColor(0.2f, 0.3f, 0.3f, 1.0f);
// 清空屏幕颜色缓冲区并设置成我们上面设置的颜色
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
// 使用着色器程序对象
glUseProgram(shaderProgram);
// 绑定VAO,调用设置的一组状态
glBindVertexArray(VAO);
// 绘制三角形
glDrawArrays(GL_TRIANGLES, 0, 3);
// 不需要每次解绑VAO,因为调用glBindVertexArray会自动解绑上次绑定的VAO.
// glfw: swap buffers and poll IO events (keys pressed/released, mouse moved etc.)
glfwSwapBuffers(window);
glfwPollEvents();
}
// 释放资源
glDeleteVertexArrays(1, &VAO);
glDeleteBuffers(1, &VBO);
glDeleteProgram(shaderProgram);
glfwTerminate();
return 0;
}
// 处理键盘事件
void processInput(GLFWwindow* window)
{
if (glfwGetKey(window, GLFW_KEY_ESCAPE) == GLFW_PRESS)
glfwSetWindowShouldClose(window, true);
}
void framebuffer_size_callback(GLFWwindow* window, int width, int height)
{
// 根据窗口大小改变视口大小
glViewport(0, 0, width, height);
}
标签:VAO,对象,VBO,LearnOpenGL,顶点,三角形,GL,绘制,着色器 From: https://www.cnblogs.com/errorman/p/17225769.html