七、OpenGL常用开发库

开发前提

之前在LearnOpenGL上学习是使用Visual Studio2022开发的，现在需要整理一套开发工具类和基础框架，所以打算换用Clion+Cmake的方式，以下所有编译链接都是基于Cmake, 环境是CLion + MinGW

基础工具库

首先在Clion中创建一个基础的C++项目OpenGL-Tools，在其根目录下新建文件夹：

• include 用来存放三方库的头文件
• libs 用来存放三方库的动态、静态库文件
• src 用来存放三方库源文件

1. GLFW

GLFW是一个专门针对OpenGL的C语言库，它提供了一些渲染物体所需的最低限度的接口。它允许用户创建OpenGL上下文、定义窗口参数以及处理用户输入，对我们来说这就够了。

• GLFW官网下载页
• Github预编译文件下载页面

这里建议直接下载预编译文件，包含了多种编译环境，我们使用的是MinGW。

链接：

• 将glfw下的include文件内容（GLFW文件夹）拷贝到项目include中
• 将lib-mingw-w64下的glfw3.dll拷贝到项目libs目录

在CmakeLists中新增：

INCLUDE_DIRECTORIES(include)
link_directories(libs)
target_link_libraries(OpenGL_Tools ${PROJECT_SOURCE_DIR}/libs/glfw3.dll)

如果在运行可执行文件时遇到报错缺少dll，可以将对于dll拷贝到系统目录，或者拷贝到程序生成目录，参考：https://blog.csdn.net/FlushHip/article/details/114677794

2. GLAD

OpenGL的API大部分在运行时动态获取，通过函数指针调用，类似：

// 定义函数原型 
typedef void (*GL_GENBUFFERS) (GLsizei, GLuint*); 
// 找到正确的函数并赋值给函数指针 
GL_GENBUFFERS glGenBuffers = (GL_GENBUFFERS)wglGetProcAddress("glGenBuffers"); 
// 现在函数可以被正常调用了 
GLuint buffer; 
glGenBuffers(1, &buffer);

这样子就很麻烦，好在有GLAD这个工具库帮我整理了函数API

• GLAD开源地址
• GLAD在线下载地址

一般通过在线下载，我们通过如下配置后，再点击生产，就会出现一个代码下载页，下载glad.zip压缩文件就可。

gl版本选择最新的，Profile选择Core模式

解压后将其include和src复制到项目对应根目录

CmakeLists中也要加上glad.c文件

add_executable(OpenGL_Tools
        main.cpp
        src/glad.c
)

3. GLM

OpenGL没有自带任何的矩阵和向量知识，所以我们必须定义自己的数学类和函数。在教程中我们更希望抽象所有的数学细节，使用已经做好了的数学库。幸运的是，有个易于使用，专门为OpenGL量身定做的数学库，那就是GLM。

GLM是OpenGL Mathematics的缩写，它是一个只有头文件的库，也就是说我们只需包含对应的头文件就行了，不用链接和编译。GLM可以在它们的网站上下载。把头文件的根目录复制到你的includes文件夹，然后你就可以使用这个库了。

下载完之后将glm放到include文件夹就行

GLM的大部分功能都在以下头文件：

#include <glm/glm.hpp> 
#include <glm/gtc/matrix_transform.hpp> 
#include <glm/gtc/type_ptr.hpp>

4. Assimp

在OpenGL中加载复杂的模型，肯定不是靠手撸数据，一般是通过3D建模软件创建，这些模型有不同的格式，比如：STL/OBJ等等

我们需要一个三方库解析这个模型文件，然后创建OpenGL渲染所需要的对象数据。

一个非常流行的模型导入库是Assimp，它是Open Asset Import Library（开放的资产导入库）的缩写。Assimp能够导入很多种不同的模型文件格式（并也能够导出部分的格式），它会将所有的模型数据加载至Assimp的通用数据结构中。当Assimp加载完模型之后，我们就能够从Assimp的数据结构中提取我们所需的所有数据了。由于Assimp的数据结构保持不变，不论导入的是什么种类的文件格式，它都能够将我们从这些不同的文件格式中抽象出来，用同一种方式访问我们需要的数据。

Assimp开源下载地址：https://github.com/assimp/assimp/releases

Assimp需要自己使用Cmake编译，参考:https://blog.csdn.net/lady_killer9/article/details/89429092

编译完成后将：

• Assimp源文件的include目录下的文件，拷贝到项目include中
• 编译生产的assimp-vc143-mtd.dll拷贝到项目libs中

5. Qt环境

Qt原生是支持OpenGL的，并且进行了封装，是不需要GLFW/GLAD这些库的，如果不熟悉Qt可以使用上面的库进行学习

因为为了方便管理功能，我觉得还是需要一些ui进行功能整理，所以接下来我们介绍Qt开发OpenGL的情况。

关于Clion配置Qt开发环境，可以参考我之前的文章：
Clion配置Qt+Cmake开发环境

5.1 Qt OpenGL示例

在QtCreator中查找Qt官方示例：

Qt对OpenGL的支持还比较丰富，无论是在界面中嵌套还是单独开启OpenGL窗口都是可行的。

这里不详细写了，很多博客都有讲过，注意的是要在CmakeLists中引入OpenGL

find_package(Qt6 COMPONENTS  
    Core  
    Gui   
    Widgets  
    OpenGLWidgets 
    REQUIRED)
  
  
target_link_libraries(  
    OpenGL_Tools  
    Qt::Core  
    Qt::Gui  
    Qt::OpenGLWidgets  
    Qt::OpenGL  
    Qt::Widgets  
)

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