GLFW 簡單入門學習

阿新 • • 發佈：2019-02-19

概要

實際學習使用GLFW建立視窗，並繪製圖形。作為比較，可以參考一篇關於SDL的類似文章。

前言

使用SDL時，對其使用的簡單印象非常深刻，假如沒有效率上的原因，（SDL據說效率也不差）我想，即使是做一般的遊戲引擎都可以考慮用SDL來實現。現在嘗試使用一下GLFW( http://www.glfw.org/)，GLFW在國內並不是很出名，第一次聽說也是從Orx的作者iarwain那裡，SDL那篇文章已經說過了，因為SDL給我的感覺非常好，我很難想象GLFW會超過它，但是，平時想真的自己使用OpenGL的時候，有個框架可以使用也挺不錯的，而且可以不使用glut，使得真的需要進一步做成產品時，不至於像使用glut那樣受到限制。另外，GLFW使用的是zlib的協議，比SDL更加自由。

實際的使用

    現在的最新版GLFW是2.6，我下載的是原始碼包，下載後，support目錄有VS的工程，有兩個projects，一個是編譯成lib,（因為GLFW使用的是zlib協議，所以這也是允許的）一個是編譯成dll。我為了減少編譯和連結的時間，使用dll。編譯成庫以後，使用時，只用包含一個頭檔案即可，只需要一個頭檔案。。。。。
   其實，假如你原因，GLFW的檔案並不是很多，全部包含進自己的工程也可以。（這也不違反協議）而且，我注意到support目錄下有很多有意思的東西，包括通過lua,basic,組合語言來使用GLFW和OpenGL的例子，也算是很有意思了。因為GLFW的介面比較少，所以，事實上，做一個語言的繫結工作的工作量不是太大，而且提供的都是C介面，這讓語言的繫結更加簡單，只要該語言支援C語言介面，而且有了OpenGL的繫結。雖然GLFW沒有提供Python繫結，不過我感覺也不難做。呵呵，這些都是題外話了。
    編譯後建立工程，這些都沒有什麼好說的了，不過第一次編譯一個使用了glfwInit函式的小工程，竟然報連結錯誤，我很奇怪，網上查了後，發現需要自己定義一個GLFW_DLL的巨集，這點倒是比較奇怪。見

此貼。心理有點不快，這點在官方的user guide中也沒有提及。

建立視窗

一直記得在Windows下使用OpenGL有多麼的麻煩，見《Win32 OpenGL 程式設計（1）Win32下的OpenGL程式設計必須步驟》,那甚至值得用一篇論文來專門描述。使用GLFW呢？
也還算簡單，主要是呼叫glfwOpenWindow這個函式，引數比較多，但是還算容易理解。當我按照網上少有的教程，（這點也體現了越流行的東西越好用的道理，SDL的教程太豐富了，其中很好的也很多，我很容易就上手了。GLFW就沒有那麼好了，我聯想到自己用Orx的經歷，更加發現如此。）開始嘗試執行起一個程式時，我發現一個問題，我建立自己的主迴圈時，（GLFW也沒有內部為你控制）儘管加入了對鍵盤的響應，但是還是沒有用，視窗仍然死在那裡。
類似這樣：
//錯誤示範，切勿模仿
int

_tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
  if (!glfwInit()) {
    printf("GLFW init error." );
  }

  if (!glfwOpenWindow(800 , 600 , 6 , 6 , 6 , 0 , 32 , 0 , GLFW_WINDOW) ) {
    glfwTerminate();
    exit(1 );
  }
  glfwSetWindowTitle("The GLFW Window" );

  // this just loops as long as the program runs
  while (true ) {
    if (glfwGetKey(GLFW_KEY_ESC) == GLFW_PRESS) {
      break ;
    }

    glfwSleep(0.05 );
  }

  glfwTerminate();

    return 0 ;
}

我不得其解，後來感覺主迴圈可能需要加入事件的輪詢吧，而且還發現了GLFW中有類似的機制，pollevent的函式也在那裡，但是這個教程為什麼沒有用卻可以呢？後來在GLFW的文件中找到這麼一句：

If it is not desirable that glfwPollEvents is called implicitly from glfwSwapBuffers, call glfwDisable
with the argument GLFW_AUTO_POLL_EVENTS.

我就暈了，glfwSwapBuffers竟然隱含著呼叫了poolEvents。。。。。。。。。。我無語。因為我暫時沒有繪製圖形，所以從網上的教程中去掉了此句，這正是問題所在，在glfwSleep(0.05 ); 前新增glfwSwapBuffers後，問題解決。再次感嘆，好的介面容易讓人用對，壞的介面反之。。。。。。。不要去說是用某個東西前需要將文件全看了話，那是狡辯，好的語言，API設計，應該讓人僅僅看了一部分，也能正常的工作和使用，即使是想當然的撞大運程式設計方式，也應該讓人撞對才對，這才符合最小驚訝原則。。。。。。

用到這裡，我得感嘆一句，GLFW的user guide寫的真的不咋地，和reference沒有區別，狂列舉API，卻缺少實際的例子，這和reference有啥區別，user guide應該就是寫來讓人快速掌握的。

OpenGL使用

有了上述的東西，基本上OpenGL的環境已經搭好了，可以嘗試用OpenGL乾點什麼了。

#include "stdafx.h"
#include "stdlib.h"
#include "gl/glfw.h"
#define WINDOW_WIDTH ( 800 )
#define WINDOW_HEIGHT ( 600 )

//OpenGL初始化開始
void SceneInit(int w,int h)
{
  glClearColor(0.0f , 0.0f , 0.0f , 0.0f );      // 黑色背景
  glColor3f(1.0f , 1.0f , 1.0f );

  glShadeModel(GL_FLAT);
  glMatrixMode(GL_PROJECTION);
  glLoadIdentity();
  glOrtho(-50.0f , 50.0f , -50.0f , 50.0f , -1.0f , 1.0f );
}

//這裡進行所有的繪圖工作
void SceneShow(GLvoid) {
  // 旋轉角度

  static float fSpin = 0.0f ;

  fSpin += 2.0f ;

  if (fSpin > 360.0f ) {
    fSpin -= 360.0f ;
  }

  glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
  glPushMatrix();

  // 旋轉矩形的主要函式
  glRotatef(fSpin, 0.0f , 0.0f , 1.0f );
  glRectf(-25.0 , -25.0 , 25.0 , 25.0 );
  glPopMatrix();

  // 交換緩衝區
  glfwSwapBuffers();
}

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
  if (!glfwInit()) {
    printf("GLFW init error." );
  }

  if (!glfwOpenWindow(WINDOW_WIDTH, WINDOW_HEIGHT, 6 , 6 , 6 , 0 , 32 , 0 , GLFW_WINDOW) ) {
    glfwTerminate();
    exit(1 );
  }
  glfwSetWindowTitle("The GLFW Window" );

  SceneInit(WINDOW_WIDTH, WINDOW_HEIGHT);

  // this just loops as long as the program runs
  while (true ) {
    if (glfwGetKey(GLFW_KEY_ESC) == GLFW_PRESS) {
      break ;
    }

    SceneShow();
    glfwSleep(0.05 );
  }

  glfwTerminate();

    return 0 ;
}

執行正常，總的來說在GLFW中搭建一個OpenGL的環境還是很簡單的吧，起碼比Windows下使用Win32 API來使用OpenGL要簡單的多，並且，這還是跨平臺的。（知道和很多人說跨平臺就是廢話）

真的用GLFW使用過OpenGL後，發現其實還算是比較簡單，我的那些話也有些苛責了。雖然我一向很喜歡真的瞭解底層，比如Win32 API,比如cocoa，但是，能夠有個跨平臺的庫，為我將這些東西都管理起來，就算我要寫什麼，那也會簡單很多。另外，雖然SDL也能做到這些，但是相對於GLFW對於OpenGL的直接支援，(SDL中其實也可以）我感覺用起來還是更加親切一些。

圖形的顯示

    這才是最終的目的。
真正的點陣圖的顯示，在OpenGL中都不是那麼容易的，需要掌握一堆的東西。見《Win32 OpenGL程式設計(15) 點陣圖顯示》《Win32 OpenGL程式設計(16) 紋理貼圖》，那是因為OpenGL中實際完全對圖形的顯示沒有直接的支援。聽起來有些奇怪。。。實際的意思就是，OpenGL的API完全不理解點陣圖，png圖的含義。（雖然在上述15中提到一些bmp的操作介面，但是很遺憾的，實際的使用中都是使用紋理貼圖，即16中提到的東西）在GLFW中呢？我看到GLFW有對圖形操作的介面。可是遺憾的是僅支援TGA，連BMP都不支援，不知道這種取捨是為啥，一般而言，我感覺，支援bmp的話，是最基礎的。
這裡還是用《SDL 簡單入門學習》中的那個龍圖。
其中，圖形檔案操作的介面分兩種，這裡只看OpenGL常用的使用紋理貼圖的方式。用到的API名字叫glfwLoadTexture2D。先顯示個tga試一下。
程式碼的主要部分還是OpenGL，所以可以參考《Win32 OpenGL程式設計(16) 紋理貼圖》中的程式碼，僅僅借用了glfw的glfwLoadTexture2D函式而已。主要程式碼如下：

#include "stdafx.h"
#include "stdlib.h"
#include "gl/glfw.h"
#define WINDOW_WIDTH ( 800 )
#define WINDOW_HEIGHT ( 600 )

GLuint gTexName;
//OpenGL初始化開始
void SceneInit(int w,int h) {
  glClearColor(0.0f , 0.0f , 0.0f , 0.0f );      // 黑色背景
  glColor3f(1.0f , 1.0f , 1.0f );

  glShadeModel(GL_FLAT);

  glGenTextures(1 , &gTexName);
  glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, gTexName);

  if ( !glfwLoadTexture2D("dragon.tga" , GLFW_BUILD_MIPMAPS_BIT) ) {
    printf("glfw load the file failed." );
  }

  // Use trilinear interpolation for minification
  glTexParameteri( GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER,
    GL_LINEAR_MIPMAP_LINEAR );
  // Use bilinear interpolation for magnification

  glTexParameteri( GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER,
    GL_LINEAR );

  // Enable texturing
  glEnable( GL_TEXTURE_2D );
}

//這裡進行所有的繪圖工作
void SceneShow(GLvoid) {
  glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
  glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, gTexName);

  glBegin(GL_QUADS);
  glTexCoord2f(0.0 , 0.0 ); glVertex3f(-1.0 , -1.0 , 0.0 );
  glTexCoord2f(1.0 , 0.0 ); glVertex3f(1.0 , -1.0 , 0.0 );
  glTexCoord2f(1.0 , 1.0 ); glVertex3f(1.0 , 1.0 , 0.0 );
  glTexCoord2f(0.0 , 1.0 ); glVertex3f(-1.0 , 1.0 , 0.0 );

  glEnd();

  // 交換緩衝區
  glfwSwapBuffers();
}

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
  if (!glfwInit()) {
    printf("GLFW init error." );
  }

  if (!glfwOpenWindow(WINDOW_WIDTH, WINDOW_HEIGHT, 6 , 6 , 6 , 0 , 32 , 0 , GLFW_WINDOW) ) {
    glfwTerminate();
    exit(1 );
  }
  glfwSetWindowTitle("The GLFW Window" );

  SceneInit(WINDOW_WIDTH, WINDOW_HEIGHT);

  // this just loops as long as the program runs
  while (true ) {
    if (glfwGetKey(GLFW_KEY_ESC) == GLFW_PRESS) {
      break ;
    }

    SceneShow();
    glfwSleep(0.05 );
  }

  glfwTerminate();

    return 0 ;
}

感覺相對於影象顯示來說，glfw並沒有如SDL那般省事，因為畢竟還是全程使用OpenGL，對比原來OpenGL中顯示點陣圖的程式碼來說，僅僅是沒有呼叫Windows API了而已，僅僅是多了跨平臺的特性而已，並沒有簡化工作，而且，glfw同樣的，也沒有內建png圖形的支援。雖然說tga在3D中用的非常多，主要是因為無失真壓縮，但是2D中，我還是喜歡使用png,因為小的多。當然，一旦使用png，無可避免的會需要使用libpng/zlib，所以GLFW為了保持自身的簡單，沒有做這樣的工作吧，相對來說tga的解壓就要簡單太多了。
另外，GLFW還有glfwReadImage函式可以將tga圖直接讀入記憶體，然後獲取到圖形的相關資訊的辦法（上面就沒有辦法獲取到圖形的寬高）。但是使用上都已經差不多了。

都到了這個地步了，不顯示一下GLFW對OpenGL的強力支援，所以做3D比較方便都不像話了。這裡套用原來的程式碼。見《Win32 OpenGL程式設計(16) 紋理貼圖》。

//OpenGL初始化開始
void SceneInit(int w,int h) {
  glClearColor(0.0f , 0.0f , 0.0f , 0.0f );      // 黑色背景
  glColor3f(1.0f , 1.0f , 1.0f );

  glViewport(0 ,0 ,WINDOW_WIDTH,WINDOW_HEIGHT);                      // Reset The Current Viewport

  glMatrixMode(GL_PROJECTION);                        // Select The Projection Matrix
  glLoadIdentity();                                   // Reset The Projection Matrix

  // Calculate The Aspect Ratio Of The Window
  gluPerspective(45.0f ,(GLfloat)WINDOW_WIDTH/(GLfloat)WINDOW_HEIGHT,0.1f ,100.0f );

  glMatrixMode(GL_MODELVIEW);                         // Select The Modelview Matrix
  glLoadIdentity();                                   // Reset The Modelview Matrix

  glGenTextures(1 , &gTexName);
  glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, gTexName);

  if ( !glfwLoadTexture2D("dragon.tga" , GLFW_BUILD_MIPMAPS_BIT) ) {
    printf("glfw load the file failed." );
  }

  // Use trilinear interpolation for minification
  glTexParameteri( GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER,
    GL_LINEAR_MIPMAP_LINEAR );
  // Use bilinear interpolation for magnification

  glTexParameteri( GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER,
    GL_LINEAR );

  glEnable(GL_DEPTH_TEST);
  // Enable texturing
  glEnable( GL_TEXTURE_2D );
}

//這裡進行所有的繪圖工作
void SceneShow(GLvoid) {
  static float xrot = 0.0f ,yrot = 0.0f ,zrot = 0.0f ;
  glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
  glLoadIdentity();                                   // Reset The View
  glTranslatef(0.0f ,0.0f ,-5.0f );

  glRotatef(xrot,1.0f ,0.0f ,0.0f );
  glRotatef(yrot,0.0f ,1.0f ,0.0f );
  glRotatef(zrot,0.0f ,0.0f ,1.0f );

  glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, gTexName);

  glBegin(GL_QUADS);
  // Front Face
  glTexCoord2f(0.0f , 0.0f ); glVertex3f(-1.0f , -1.0f ,  1.0f );
  glTexCoord2f(1.0f , 0.0f ); glVertex3f( 1.0f , -1.0f ,  1.0f );
  glTexCoord2f(1.0f , 1.0f ); glVertex3f( 1.0f ,  1.0f ,  1.0f );
  glTexCoord2f(0.0f , 1.0f ); glVertex3f(-1.0f ,  1.0f ,  1.0f );
  // Back Face
  glTexCoord2f(1.0f , 0.0f ); glVertex3f(-1.0f , -1.0f , -1.0f );
  glTexCoord2f(1.0f , 1.0f ); glVertex3f(-1.0f ,  1.0f , -1.0f );
  glTexCoord2f(0.0f , 1.0f ); glVertex3f( 1.0f ,  1.0f , -1.0f );
  glTexCoord2f(0.0f , 0.0f ); glVertex3f( 1.0f , -1.0f , -1.0f );
  // Top Face
  glTexCoord2f(0.0f , 1.0f ); glVertex3f(-1.0f ,  1.0f , -1.0f );
  glTexCoord2f(0.0f , 0.0f ); glVertex3f(-1.0f ,  1.0f ,  1.0f );
  glTexCoord2f(1.0f , 0.0f ); glVertex3f( 1.0f ,  1.0f ,  1.0f );
  glTexCoord2f(1.0f , 1.0f ); glVertex3f( 1.0f ,  1.0f , -1.0f );
  // Bottom Face
  glTexCoord2f(1.0f , 1.0f ); glVertex3f(-1.0f , -1.0f , -1.0f );
  glTexCoord2f(0.0f , 1.0f ); glVertex3f( 1.0f , -1.0f , -1.0f );
  glTexCoord2f(0.0f , 0.0f ); glVertex3f( 1.0f , -1.0f ,  1.0f );
  glTexCoord2f(1.0f , 0.0f ); glVertex3f(-1.0f , -1.0f ,  1.0f );
  // Right face
  glTexCoord2f(1.0f , 0.0f ); glVertex3f( 1.0f , -1.0f , -1.0f );
  glTexCoord2f(1.0f , 1.0f ); glVertex3f( 1.0f ,  1.0f , -1.0f );
  glTexCoord2f(0.0f , 1.0f ); glVertex3f( 1.0f ,  1.0f ,  1.0f );
  glTexCoord2f(0.0f , 0.0f ); glVertex3f( 1.0f , -1.0f ,  1.0f );
  // Left Face
  glTexCoord2f(0.0f , 0.0f ); glVertex3f(-1.0f , -1.0f , -1.0f );
  glTexCoord2f(1.0f , 0.0f ); glVertex3f(-1.0f , -1.0f ,  1.0f );
  glTexCoord2f(1.0f , 1.0f ); glVertex3f(-1.0f ,  1.0f ,  1.0f );
  glTexCoord2f(0.0f , 1.0f ); glVertex3f(-1.0f ,  1.0f , -1.0f );
  glEnd();

  xrot+=0.3f ;
  yrot+=0.2f ;
  zrot+=0.4f ;

  // 交換緩衝區
  glfwSwapBuffers();
}

效果：

其實最後一個例子已經與介紹GLFW沒有關係了，新新增的部分純粹屬於OpenGL的內容，這裡參看原來的文章，這裡不多加解釋了。僅僅用於演示，當使用了OpenGL後，3D圖形的使用的方便。

小結

    GLFW無愧於其號稱的lightweight的OpenGL框架，的確是除了跨平臺必要做的事情都沒有做，所以一個頭檔案，很少量的API，就完成了任務。GLFW的開發目的是用於替代glut的，從程式碼和功能上來看，我想它已經完全的完成了任務，（雖然從歷史原因上考慮還沒有，畢竟紅寶書都還是用glut。。。）並且glfw還在持續的開發當中，雖然作者總說他很忙。
    作為與SDL（參考《SDL 簡單入門學習》）比較而寫的兩篇文章。這裡也做個小結。相對來說，SDL真的將API做的很簡單，而且因為使用的人比較多，所以第3方擴充套件也做的很好，並且，碰到問題，你比較容易找到答案。假如是做2D應用，SDL真的已經非常不錯了。GLFW作為一個跨平臺的OpenGL框架，也出色的完成了任務，不過因為定位不同，封裝較少，所以在做一些基本任務的時候，因為OpenGL本身的複雜性，會複雜一些。同時，資料也少的多，所以我寫本文花費的時間比SDL那篇就要長了很多，說明學習週期也會長一些。。。。(但是個人感覺類似GLFW,SDL這樣的庫，學習週期基本為0。。。。比起編寫圖形或者遊戲的其他方面來說可以忽略不計）但是，同時的，GLFW封裝的少，也帶來更大的靈活性，我們可以還是自由的用OpenGL完成工作，也可以完成自己的進一步封裝，相當於GLFW將跨平臺的一些髒活累活都幹了，我們就剩最核心的渲染去自由發揮了。碰到一個任務，該怎麼在兩者之間選擇呢？出於簡單考慮，2D方面的東西用SDL做實在再合適和簡單不過了，但是假如想要學習OpenGL或者是做3D應用，GLFW的確是不錯的選擇。絕對比在glut上的投入要值，當然，其實因為glut實在太過簡單，其實出於教學/學習目的去看一下也實在沒有什麼投入，實際用OpenGL開發東西的時候，還是選擇用GLFW做吧。
    也許，下一步，我可以看看怎麼在SDL中使用OpenGL。在Windows下，SDL的預設渲染API使用的是D3D，不知道是否可以更改，並且完全使用OpenGL來工作呢？

原創文章作者保留版權轉載請註明原作者並給出連結

GLFW 簡單入門學習

概要

前言

實際的使用

建立視窗

OpenGL使用

圖形的顯示

小結

GLFW 簡單入門學習

JSTL簡單入門學習實例

Spark的Streaming和Spark的SQL簡單入門學習

vue簡單入門-學習筆記

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