【OpenGL ES】Windows上OpenGL环境搭建

1 前言

​    Windows 的图形 API 是 DirectX，对 OpenGL 的支持比较有限（系统自带的 opengl32.dll 仅支持 OpenGL 1.1 版本），因此在 Windows 上进行OpenGL 开发时，通常需要借助第三方库或工具来支持更高版本的 OpenGL 功能。
​    目前主流的方案 GLFW / freeglut + Glad / GLEW。其中 GLFW 和 freeglut 都是用于管理 OpenGL 上下文、窗口、输入的开源库，它们可以相互替换；Glad 和 GLEW 都是用于管理 OpenGL 函数指针加载的库（即 OpenGL 加载库），它们也可以相互替换。因此有 4 种搭配方式：GLFW + Glad、GLFW + GLEW、freeglut + Glad、freeglut + GLEW。
GLFW 和 freeglut 的区别如下。
特性GLFWfreeglut设计目标现代轻量级上下文管理GLUT 兼容，教学 / 原型开发API 风格直接、灵活回调驱动，固定流程OpenGL 工具无提供几何绘制等工具函数输入处理直接访问输入状态通过回调机制Vulkan 支持是否多线程支持友好有限适用场景高性能应用、游戏、Vulkan 项目教学、旧项目维护、快速原型​    Glad 和 GLEW 的区别如下。
特性GladGLEW生成方式通过在线生成器或工具生成定制代码预编译的通用库（支持大多数扩展）灵活性高度灵活（可选择 API 版本和扩展）相对固定（默认加载所有支持的扩展）维护状态活跃维护（现代 OpenGL 首选）维护较少（旧项目中使用较多）初始化需显式调用 gladLoadGL()需显式调用 glewInit()头文件仅需 glad/glad.h（单头文件）需 GL/glew.h + 链接库扩展控制生成时选择扩展，减少冗余默认加载所有扩展，可能冗余兼容性支持 OpenGL ES、Vulkan 等主要专注 OpenGL​    由上述对比可知，GLFW + Glad 是 4 种搭配方式中的最推荐的搭配方式。
​    本文所有 Demo 的完整代码见 → Windows上 GLFW + Glad、GLFW + GLEW、freeglut + Glad、freeglut + GLEW 环境搭建。
2 环境搭建

​    本节将介绍 GLFW、freeglut、Glad、GLEW 的环境搭建，用户可以根据运行搭配情况，选择部分依赖库搭建到自己的项目中。
​    为了让项目具有更好的兼容性和跨平台特性，本文基于 CMake 进行环境搭建。首先创建一个项目目录 glDemo，接着在 glDemo 中创建一个子目录 thirdParty，用于存放三方库文件，在 thirdParty 中创建 bin、include、lib、src 目录，分别用于存放二进制文件（.dll）、头文件（.h / .hpp）、库文件（.lib）、源文件（.c / .cpp），如下。

1. glDemo
2.   └─thirdParty
3.       ├─bin
4.       ├─include
5.       ├─lib
6.       └─src

复制代码

2.1 GLFW 环境搭建

​    打开网站 https://www.glfw.org/download.html，点击以下按钮下载。

​    glfw-3.4.bin.WIN64.zip 的内容如下。

​    将 include 下面的所有文件复制到 thirdParty/include 中，将 lib-vc2022/glfw3.lib 复制到 thirdParty/lib/GLFW 中，复制后的目录结构如下。

1. glDemo
2.   └─thirdParty
3.       ├─include
4.           │    └─GLFW
5.       └─lib
6.            └─GLFW
7.                 └─glfw3.lib

复制代码

​    如果用户想自己编译源码，可以去 https://github.com/glfw/glfw/releases 中下载源码，如 glfw-3.4.zip。

​    解压后在根目录创建 build 目录，在 build 目录中创建 install 目录，用 CMake 配置如下。

​    进入 build 目录中，双击 GLFW.sln 文件，会自动用 Visual Studio 打开项目，右键 ALL_BUILD，点击生成；再右键 INSTALL，点击生成。

​    在 install 目录下面会生成以下文件，将 include 下面的所有文件复制到 thirdParty/include 中，将 lib/glfw3.lib 复制到 thirdParty/lib/GLFW 中。

2.2 freeglut 环境搭建

​    打开网站 https://freeglut.sourceforge.net/index.php#download，点击以下按钮下载。用户也可以去 github 上下载（https://github.com/freeglut/freeglut/releases）。

​    freeglut-3.6.0.tar.gz 的内容如下。

​    解压后在根目录创建 build 目录，在 build 目录中创建 install 目录，用 CMake 配置如下。

​    进入 build 目录中，双击 freeglut.sln 文件，会自动用 Visual Studio 打开项目，右键 ALL_BUILD，点击生成；再右键 INSTALL，点击生成。

​    由于 freeglut 的 Debug 和 Release 版本生成的资源命名不一样，为了让项目能够在 Debug 和 Release 版本都能运行，需要将分别选择 Debug 和 Release 版本，都按照上述步骤生成一遍。

​    在 install 目录下面会生成以下文件，带 d 后缀的文件（如：freeglutd.dll、freeglut_staticd.lib）是 Debug 版本的。

​    将 include 下面的所有文件复制到 thirdParty/include 中，将 lib 下面的 freeglut.lib 和 freeglutd.lib 复制到 thirdParty/lib/freeglut 中，将 bin 下面的 freeglut.dll 和 freeglutd.dll 复制到 thirdParty/bin/freeglut 中，复制后的目录结构如下。

1. glDemo
2.   └─thirdParty
3.       ├─bin
4.           │    └─freeglut
5.       │         ├─freeglut.dll
6.       │         └─freeglutd.dll
7.       ├─include
8.           │    └─GL
9.       └─lib
10.            └─freeglut
11.                 ├─freeglut.lib
12.                 └─freeglutd.lib

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2.3 Glad 环境搭建

​    打开网站 https://glad.dav1d.de/，根据需要进行配置，笔者的配置如下。

​    配置完后点击底部的【GENERATE】按钮，下载 glad.zip。

​    glad.zip 的内容如下。

​    将 include 下面的所有文件复制到 thirdParty/include 中，将 src 下面的所有文件复制到 thirdParty/src/glad 中，复制后的目录结构如下。

1. glDemo
2.   └─thirdParty
3.       ├─include
4.           │    ├─glad
5.           │    └─KHR
6.       └─src
7.                      └─glad
8.                 └─glad.c

复制代码

2.4 GLEW 环境搭建

​    打开网站 https://glew.sourceforge.net/，点击以下按钮下载。用户也可以去 github 上下载（https://github.com/nigels-com/glew/releases），但是需要自己编译源码。

​    glew-2.1.0-win32.zip 的内容如下。

​    将 include 下面的所有文件复制到 thirdParty/include 中，将 lib/Release/x64/glew32s.lib 复制到 thirdParty/lib/GLEW 中，复制后的目录结构如下。

1. glDemo
2.   └─thirdParty
3.       ├─include
4.           │    └─GL
5.       └─lib
6.            └─GLEW
7.                 └─glew32s.lib

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3 运行搭配

3.1 GLFW + Glad 搭配

​    项目目录结构如下。

​    CMakeLists.txt

1. # 项目要求的最小CMake版本
2. cmake_minimum_required(VERSION 3.12)
4. # 声明项目名, 可以通过${PROJECT_NAME}访问, 在顶层CMakeLists.txt中, 也可以通过${CMAKE_PROJECT_NAME}访问
5. project("glDemo")
7. # 设置C++版本号
8. set(CMAKE_CXX_STANDARD 17)
10. message("BUILD TYPE: ${CMAKE_BUILD_TYPE}")
12. # 头文件目录列表 (便于以该路径为相对路径访问头文件)
13. include_directories(./thirdParty/include)
15. link_directories(./thirdParty/lib/GLFW)
17. # 源文件列表 (相对于当前CMakeLists.txt的路径)
18. file(GLOB_RECURSE SOURCES
19.     "thirdParty/src/**/*.c"
20.     "main.cpp")
22. message("source: ${SOURCES}")
24. # 添加可执行目标
25. add_executable(${CMAKE_PROJECT_NAME} ${SOURCES})
27. # 添加链接的三方库文件
28. target_link_libraries(${CMAKE_PROJECT_NAME}
29.     glfw3)

复制代码

​    main.cpp
[code]#include #include #include using namespace std;// 窗口尺寸变化回调函数void resizeCallback(GLFWwindow* window, int width, int height){        cout