OpenGL三角形

标签：info OpenGL aPos 顶点三角形 GL 着色器 vShader

先了解一下一些基础概念

图形渲染管线（graphics pipeline）

指一堆图形数据输入到一个管道中，经过管道中一些列的处理后将结果展现到屏幕上的过程

简单来说可以认为有以下过程，每个阶段的输出都是下一个阶段的输入

顶点数据输入————就是输入一些顶点的位置数据，如三角形的顶点之类的
顶点着色器————跑在GPU上，以顶点数据为输入，可以对顶点数据进行变换（位移、旋转、比例转换等）
图元装配————将顶点着色器的输出组成图元（线段、三角形、矩形等）
几何着色器————以图元顶点集合为输入，可以通过生成新的顶点产生新的图元（例如再生成一个三角形之类的）
光栅化————把图元映射为屏幕上的像素，生成片段，执行裁切掉弃视图外的像素
片段着色器————计算一个像素的颜色
测试与混合————进行Alpha测试与混合（半透明的颜色需要和后面的颜色混合，非透明的颜色如果是直接遮挡后面的颜色，后面的颜色掉弃）

OpenGL的基本概念

顶点缓冲对象(VBO, vertex buffer object)
用来管理顶点的数据，顶点缓冲对象的数据位于显存中

  //triangle vertices
  float vertices[] = {
          -0.5, -0.5, 0,
          0.5, -0.5, 0,
          0, 0.5, 0
  };
  //create buffer
  GLuint vbo;
  glGenBuffers(1, &vbo);
  //bind VBO
  glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, vbo);
  //copy data from cpu mem to gpu mem
  glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(vertices), vertices, GL_STATIC_DRAW);
  //set vertex attribute
  glVertexAttribPointer(0, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 3*sizeof(float), 0);
  glEnableVertexAttribArray(0);
  //unbind VBO
  glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, 0);

顶点数组对象(VAO，vertex array object)
用来管理一堆VBO的属性的对象

  GLuint VAO;
  glGenVertexArrays(1, &VAO);
  //bind VAO
  glBindVertexArray(VAO);
  //...省略VBO的属性设置 如上面代码所示
  //unbind VAO
  glBindVertexArray(0);

元素缓冲对象(EBO, element buffer object;或者叫IBO, index buffer object索引缓冲对象)
简单来说就是通过索引定位顶点，例如绘制两个三角形，他们之间有两个顶点位置是一样的，这样就只需要储存四个顶点，通过索引位置复用两个顶点的数据。
标准化设备坐标(x、y、z坐标轴的范围都是[-1.0,1.0]之间)
在OpenGL下经过顶点着色器处理后的坐标都应该为标准化设备坐标

OpenGL最少需要编写两个着色器，包括顶点着色器和片段着色器
创建着色器程序的步骤(以顶点着色器为例)

定义着色器的代码

  const char *vShaderSrc = "#version 330 core\n"
                        "layout (location = 0) in vec3 aPos;\n"
                        "void main() {\n"
                        "    gl_Position = vec4(aPos.x, aPos.y, aPos.z, 1.0);\n"
                        "}";

创建着色器对象并绑定着色器代码

  GLuint vShader = glCreateShader(GL_VERTEX_SHADER);
  glShaderSource(vShader, 1, &vShaderSrc, NULL);

编译着色器代码并检查编译错误

  glCompileShader(vShader);
  //error check
  GLint compileStatus;
  glGetShaderiv(vShader, GL_COMPILE_STATUS, &compileStatus);
  if (!compileStatus) {
      char info[512];
      glGetShaderInfoLog(vShader, sizeof(info), NULL, info);
      std::cout << "compile vShader error: " << info << '\n';
  }

定义片段着色器（省略步骤和顶点着色器的一致）
创建着色器程序并将顶点着色器及片段着色器关联上去

  GLuint program = glCreateProgram();
  glAttachShader(program, vShader);
  glAttachShader(program, fShader);

链接着色器程序并检查错误

  GLint linkStatus;
  glGetProgramiv(program, GL_LINK_STATUS, &linkStatus);
  if (!linkStatus) {
      char info[512];
      glGetProgramInfoLog(program, sizeof(info), NULL, info);
      std::cout << "link error: " << info << '\n';
  }

清理顶点着色器及片段着色器

  glDeleteShader(vShader);
  glDeleteShader(fShader);

绘制两个三角形的程序结构

#include <glad/glad.h>
#include <GLFW/glfw3.h>
#include <iostream>

void framebufferSizeChanged(GLFWwindow *glfwWindow, int width, int height);
void processInput(GLFWwindow *glfwWindow);

GLuint createShaderProgram() {
    //vShader
    const char *vShaderSrc = "#version 330 core\n"
                          "layout (location = 0) in vec3 aPos;\n"
                          "void main() {\n"
                          "    gl_Position = vec4(aPos.x, aPos.y, aPos.z, 1.0);\n"
                          "}";
    //compile vShader
    GLuint vShader = glCreateShader(GL_VERTEX_SHADER);
    glShaderSource(vShader, 1, &vShaderSrc, NULL);
    glCompileShader(vShader);
    //error check
    GLint compileStatus;
    glGetShaderiv(vShader, GL_COMPILE_STATUS, &compileStatus);
    if (!compileStatus) {
        char info[512];
        glGetShaderInfoLog(vShader, sizeof(info), NULL, info);
        std::cout << "compile vShader error: " << info << '\n';
    }


    const char *fShaderSrc = "#version 330 core\n"
                             "out vec4 fragColor;\n"
                             "void main() {\n"
                             "    fragColor = vec4(1.0, 1.0, 0.0, 1.0);\n"
                             "}";
    GLuint fShader = glCreateShader(GL_FRAGMENT_SHADER);
    glShaderSource(fShader, 1, &fShaderSrc, NULL);
    glCompileShader(fShader);

    glGetShaderiv(fShader, GL_COMPILE_STATUS, &compileStatus);
    if (!compileStatus) {
        char info[512];
        glGetShaderInfoLog(vShader, sizeof(info), NULL, info);
        std::cout << "compile fShader error: " << info << '\n';
    }

    GLuint program = glCreateProgram();
    glAttachShader(program, vShader);
    glAttachShader(program, fShader);
    glLinkProgram(program);

    GLint linkStatus;
    glGetProgramiv(program, GL_LINK_STATUS, &linkStatus);
    if (!linkStatus) {
        char info[512];
        glGetProgramInfoLog(program, sizeof(info), NULL, info);
        std::cout << "link error: " << info << '\n';
    }

    glDeleteShader(vShader);
    glDeleteShader(fShader);

    return program;
}

int main() {
    //初始化glfw
    if (!glfwInit()) {
        return -1;
    }

    //创建窗口
    GLFWwindow *glfwWindow = glfwCreateWindow(640, 480, "glfw_window", NULL, NULL);
    if (!glfwWindow) {
        glfwTerminate();
        return -1;
    }

    //将当前的context关联到glfwWindow
    glfwMakeContextCurrent(glfwWindow);
    glfwSetFramebufferSizeCallback(glfwWindow, framebufferSizeChanged);

    //glad需要要在glfwMakeContextCurrent后才能初始化
    if (!gladLoadGLLoader((GLADloadproc)glfwGetProcAddress)) {
        glfwTerminate();
        return -1;
    }

    //triangle vertices
    float vertices[] = {
            -0.5, -0.5, 0,
            0.5, -0.5, 0,
            -0.5, 0.5, 0,
            0.5, 0.5, 0
    };

    unsigned int indices[] = {
            0, 1, 2,
            1, 2, 3
    };

    GLuint VAO;
    glGenVertexArrays(1, &VAO);
    //create buffer
    GLuint VBO, EBO;
    glGenBuffers(1, &VBO);
    glGenBuffers(1, &EBO);

    //bind VAO
    glBindVertexArray(VAO);

    //bind VBO
    glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, VBO);
    //copy data from cpu mem to gpu mem
    glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(vertices), vertices, GL_STATIC_DRAW);
    //bind EBO
    glBindBuffer(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, EBO);
    glBufferData(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, sizeof(indices), indices, GL_STATIC_DRAW);

    //set vertex attribute
    glVertexAttribPointer(0, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 3*sizeof(float), 0);
    glEnableVertexAttribArray(0);
    //unbind VBO
    glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, 0);

    //do not unbind EBO, EBO store in VAO
    //glBindBuffer(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, 0);

    //unbind VAO
    glBindVertexArray(0);

    GLuint program = createShaderProgram();

    //消息循环
    while(!glfwWindowShouldClose(glfwWindow)) {
        processInput(glfwWindow);

        glClearColor(0.0, 0.0, 0, 1.0);
        glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);

        glUseProgram(program);
        glBindVertexArray(VAO);
        glDrawElements(GL_TRIANGLES, 6, GL_UNSIGNED_INT, 0);

        glfwSwapBuffers(glfwWindow);
        glfwPollEvents();
    }

    glDeleteVertexArrays(1, &VAO);
    glDeleteBuffers(1, &VBO);
    glDeleteProgram(program);

    glfwTerminate();
    return 0;
}

void framebufferSizeChanged(GLFWwindow *glfwWindow, int width, int height) {
    glViewport(0, 0, width, height);
}

void processInput(GLFWwindow *glfwWindow) {
    if (glfwGetKey(glfwWindow, GLFW_KEY_ESCAPE) == GLFW_PRESS) {
        glfwSetWindowShouldClose(glfwWindow, true);
    }
}

OpenGL的函数参考文档doc

标签：info,OpenGL,aPos,顶点,三角形,GL,着色器,vShader
From： https://www.cnblogs.com/noexcept/p/17436457.html

图形渲染管线（graphics pipeline）

OpenGL的基本概念

绘制两个三角形的程序结构

OpenGL的函数参考文档doc

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