在創建窗口的基礎上，添加代碼實現三角形的繪制。

聲明和定義變量

在屏幕上繪制一個三角形需要的變量有：

1. 三角形的三個頂點坐標；
2. Vertex Buffer Object 將頂點數據存儲在GPU的內存中；
3. Vertex Array Object存儲對頂點屬性的配置和與頂點屬性相關的VBO。在需要繪制的對象數量和頂點屬性很多的情況下，VAO的使用能夠大大減小工作量；
4. Vertex Shader將頂點作為輸入，對頂點坐標進行變換並輸出。在編寫Vertex Shader源碼時，要將頂點的非齊次坐標變換成齊次坐標，只需要添加w分量即可；
5. Fragment Shader計算三角形對應像素點的顏色，為了方便，將像素點顏色全部設置成（1, 0.5, 0.2）；
6. Shader Program由多個Shader鏈接後得到。

float vertices[] = {-0.5f, -0.5f, 0.0f,
                    0.5f, -0.5f, 0.0f,
                    0.0f, 0.5f, 0.0f};
unsigned int VBO;
unsigned int VAO;
int vertexShader;
const char *vertexShaderSource = "#version 330 core\n"
                                 "layout (location = 0) in vec3 Pos;"
                                 "void main()"
                                 "{gl_Position = vec4(Pos.x, Pos.y, Pos.z, 1.0f);}";
int fragmentShader;
const char *fragmentShaderSource = "#version 330 core\n"
                                   "out vec4 fragColor;"
                                   "void main()"
                                   "{fragColor = vec4(1.0f, 0.5f, 0.2f, 1.0f);}";
int shaderProgram;
 

繪制一個對象的過程略繁瑣，可以拆分成幾個部分：

1. 創建Vertex Shader並編譯源碼；
2. 創建Fragment Shader並編譯源碼；
3. 鏈接Vertex Shader和Fragment Shader得到Shader Program；
4. 創建VAO
5. 創建VBO
6. 綁定和配置頂點屬性指針

創建Vertex Shader並編譯源碼

調用glCreateShader函數創建一個Shader對象，傳遞參數GL_VERTEX_SHADER使該對象為Vertex Shader對象。
調用glShaderSource函數將Vertex Shader源碼附加到Shader對象上。
調用glCompileShader函數編譯源碼。

vertexShader = glCreateShader(GL_VERTEX_SHADER);
glShaderSource(vertexShader, 1, &vertexShaderSource, NULL);
glCompileShader(vertexShader);

創建Fragment Shader並編譯源碼

和上一步的區別在於傳遞參數不同。

fragmentShader = glCreateShader(GL_FRAGMENT_SHADER);
glShaderSource(fragmentShader, 1, &fragmentShaderSource, NULL);
glCompileShader(fragmentShader);

鏈接Shader

調用glCreateProgram函數創建Shader Program對象。
調用兩次glAttachShader函數將Shader附加到Shader Program對象上。
調用glLinkProgr函數進行鏈接。

shaderProgram = glCreateProgram();
glAttachShader(shaderProgram, vertexShader);
glAttachShader(shaderProgram, fragmentShader);
glLinkProgram(shaderProgram);

鏈接成功後調用glDeleteShader函數移除Shader對象，釋放被占用的資源。

glDeleteShader(vertexShader);
glDeleteShader(fragmentShader);

創建VAO

glGenVertexArrays函數用來創建VAO，並生成對象ID。第一個參數指定需要創建的VAO數量。
glGenVertexArrays(1, &VAO);

創建VBO

和創建VAO類似，調用glGenBuffers函數創建VBO。
glGenBuffers(1, &VBO);

綁定和配置頂點屬性指針

綁定VAO

調用glBindVertexArray函數綁定VAO，接下來對頂點屬性的使能、頂點屬性指針的配置和相應的VBO，都將存儲在這個VAO中。
需要解綁當前VAO時，將參數設置為0即可。
glBindVertexArray(VAO);

配置VBO

VBO的Buffer類型是GL_ARRAY_BUFFER，通過調用glBindBuffer函數綁定VBO和GL_ARRAY_BUFFER。
之後，當再次調用GL_ARRAY_BUFFER，便可完成對VBO的配置。glBufferData函數能夠把頂點數據復制到Buffer內存中供GPU使用。

glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, VBO);
glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(vertices), vertices, GL_STATIC_DRAW);

配置頂點屬性指針

當頂點數據被復制到Buffer內存中之後，還需要配置對頂點數據的解析。就是告訴GPU，Vertex Shader的哪一個頂點屬性，對應著Buffer中的哪一部分數據。
在編寫Vertex Shader源碼時，只定義了一個頂點屬性：位置，該屬性的索引為0，因此設置glVertexAttribPointer的第一個參數為0。
每一個頂點數據有x，y，z三個維度，用來表示該頂點的位置，因此glVertexAttribPointer的第二個參數為3。
第三個參數指定頂點數據的類型。第四個參數設置是否需要將頂點數據標準化，即映射到[-1, 1]。
第五個參數指定同一頂點屬性的相鄰數據之間的步長，這裏為3個float類型的長度。
第六個參數指定某一頂點屬性下第一個數據的起始位置。
最後調用glEnableVertexAttribArray函數使能該頂點屬性。

glVertexAttribPointer(0, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 3*sizeof(float), (void*)0);
glEnableVertexAttribArray(0);

配置完成後，解綁VAO和VBO

glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, 0);
glBindVertexArray(0);

渲染循環

在while循環中添加三個函數，激活Shader Program，綁定VAO並在視口中繪制三角形。

glUseProgram(shaderProgram);
glBindVertexArray(VAO);
glDrawArrays(GL_TRIANGLES, 0, 3);

╮(╯▽╰)╭畫個三角形真不容易。。。
完整代碼如下：

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

using namespace std;

/*
void frambuffer_size_callback(GLFWwindow *window, int width, int height)
{
    glViewport(0, 0, width, height);
}
*/

void processInput(GLFWwindow* window)
{
    //check if ESCAPE is pressed
    if(glfwGetKey(window, GLFW_KEY_ESCAPE) == GLFW_PRESS)
        glfwSetWindowShouldClose(window, true);
}

const unsigned int window_width = 800;
const unsigned int window_height = 600;
//coordnate (x,y,z) of vertices
float vertices[] = {-0.5f, -0.5f, 0.0f,
                    0.5f, -0.5f, 0.0f,
                    0.0f, 0.5f, 0.0f};
//vertex buffer object(VBO)
unsigned int VBO;
//vertex array object(VAO)
unsigned int VAO;
//vertext shader
int vertexShader;
const char *vertexShaderSource = "#version 330 core\n"
                                 "layout (location = 0) in vec3 Pos;"
                                 "void main()"
                                 "{gl_Position = vec4(Pos.x, Pos.y, Pos.z, 1.0f);}";
//fragment shader
int fragmentShader;
const char *fragmentShaderSource = "#version 330 core\n"
                                   "out vec4 fragColor;"
                                   "void main()"
                                   "{fragColor = vec4(1.0f, 0.5f, 0.2f, 1.0f);}";
//shader program
int shaderProgram;

int main()
{
    //initialize GLFW
    if(!glfwInit())
        return -1;

    //configure GLFW
    glfwWindowHint(GLFW_CONTEXT_VERSION_MAJOR, 3);
    glfwWindowHint(GLFW_CONTEXT_VERSION_MINOR, 3);
    glfwWindowHint(GLFW_OPENGL_PROFILE,GLFW_OPENGL_CORE_PROFILE);

    //creat a window object
    GLFWwindow *window = glfwCreateWindow(window_width, window_height, "OpenGL_Demo", NULL, NULL);
    if (window == NULL){
        cout << "Failed to create GLFW window" << endl;
        glfwTerminate();
        return -1;
    }
    glfwMakeContextCurrent(window);

    //initialize GLAD to manage function pointers for OpenGL
    if (!gladLoadGLLoader((GLADloadproc)glfwGetProcAddress)){
        cout << "Failed to initialize GLAD" << endl;
        return -1;
    }

    //set width and height of Viewport
    glViewport(0, 0, window_width, window_height);
    //glfwSetFramebufferSizeCallback(window, frambuffer_size_callback);

    //compile vertex shader
    vertexShader = glCreateShader(GL_VERTEX_SHADER);
    glShaderSource(vertexShader, 1, &vertexShaderSource, NULL);
    glCompileShader(vertexShader);

    //check if compilation of vertex shader is successful
    int success;
    char infoLog[512];
    glGetShaderiv(vertexShader, GL_COMPILE_STATUS, &success);
    if (!success){
        glGetShaderInfoLog(vertexShader, 512, NULL, infoLog);
        cout << "ERROR::VERTEXSHADER::COMPILATION_FAILED\n" << infoLog << endl;
    }
    else cout << "VERTEXSHADER_COMPILATION_SUCCESS" << endl;

    //cmpile fragment shader
    fragmentShader = glCreateShader(GL_FRAGMENT_SHADER);
    glShaderSource(fragmentShader, 1, &fragmentShaderSource, NULL);
    glCompileShader(fragmentShader);

    //check if compilation of fragment shader is successful
    glGetShaderiv(fragmentShader, GL_COMPILE_STATUS, &success);
    if (!success){
        glGetShaderInfoLog(fragmentShader, 512, NULL, infoLog);
        cout << "ERROR::FRAGMENTSHADER::COMPILATION_FAILED\n" << infoLog << endl;
    }
    else cout << "FRAGMENTSHADER_COMPILATION_SUCCESS" << endl;

    //link shader program
    shaderProgram = glCreateProgram();
    glAttachShader(shaderProgram, vertexShader);
    glAttachShader(shaderProgram, fragmentShader);
    glLinkProgram(shaderProgram);

    //check if linking is successful
    glGetProgramiv(shaderProgram, GL_LINK_STATUS, &success);
    if(!success){
        glGetProgramInfoLog(shaderProgram, 512, NULL, infoLog);
        cout << "ERROR::LINKING_FAILED\n" << infoLog << endl;
    }
    else cout << "LINKING_SUCCESS" << endl;

    //clear resource of shader objects
    glDeleteShader(vertexShader);
    glDeleteShader(fragmentShader);

    //generate vertex array objext
    glGenVertexArrays(1, &VAO);

    //generate vertex buffer object
    glGenBuffers(1, &VBO);
    glBindVertexArray(VAO);
    glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, VBO);
    glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(vertices), vertices, GL_STATIC_DRAW);

    //link vertex attributes
    glVertexAttribPointer(0, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 3*sizeof(float), (void*)0);
    glEnableVertexAttribArray(0);

    glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, 0);
    glBindVertexArray(0);

    //render loop
    while(!glfwWindowShouldClose(window)){

        processInput(window);
        glClearColor(0.2f, 0.3f, 0.3f, 1.0f);
        glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
        glUseProgram(shaderProgram);
        glBindVertexArray(VAO);
        glDrawArrays(GL_TRIANGLES, 0, 3);
        //glBindVertexArray(0);
        glfwSwapBuffers(window);
        glfwPollEvents();
    }

    //clear resource
    glfwTerminate();
    return 0;
}

OpenGL學習（2）——繪制三角形