【游戏开发】基于VS2017的OpenGL开发环境搭建

一、简介

　　最近，马三买了两本有关于“计算机图形学”的书籍，准备在工作之余鼓捣鼓捣图形学和OpenGL编程，提升自己的价值（奔着学完能涨一波工资去的）。俗话说得好，“工欲善其事,必先利其器”。想学习图形学和OpenGL编程必须先把开发环境搭建好，而马三只是在上学的时候稍稍做了一些基于Android平台的OpenGL开发学习，并没有搭建过OpenGL开发环境。因此在搭建过程中颇废了一番周折，也查阅了不少资料才算搭建成功，特此记录一下搭建过程，以备不时之需。

二、搭建环境

1.VS2017

　　这个不必多说了，基本做过开发的都会安装这个“宇宙最强IDE”了。直接去官网下载安装助手，然后安装即可。

2.GLFW库

　　正常来说开发进行OpenGL开发的话，glut库是必不可少的，但是马三在网上一搜啊，发现glut这个库过时了，现在比较新版的GLFW完全可以替代它。关于这些名词相关的具体介绍，我们会在稍后仔细介绍一下，我们还是先去 GLFW官网把库下载下来。

　　^{图1：GLFW官网下载示意图}

3.GLEW库

　　接着我们还需要下载GLEW库，众所周知，OpenGL只是一个标准，不同的显卡公司在不同的平台下对其有不同的实现，同时也是发布一些只支持自家显卡的拓展函数。通过引入glew库，我们完全可以不用理睬这些细节，安心写代码就好了。

　　同样还是去 GLEW的官网下载我们所需要的内容：

　　^{图2：GLEW官网下载示意图}

　　对于以上的这两个库和源代码，马三已经下载了写博客时的最新版本，并打成了压缩包，方便各位下载。下载请移步。

4.安装并测试运行

　　解压我们下载的两个库，并在VS2017里面新建一个C++空项目。如果创建的是控制台或者其他项目的话，vs工具会自动帮你添加一个stdafx.h的预编译头，你必须在源文件的开头写上#include “stdafx.h”相关语句，而且之后引入glew，glfw包会有莫名其妙的错误。所以创建一个空项目。如下如所示：

^{图3：解压后的库}

^{图4：创建新的空项目}

　　然后，点击“解决方案资源管理器”，右键点击源文件，添加新项，创建.cpp源文件，可以随便命个名，比如main.cpp：

^{图5：新建源文件}

　　接着，右键点击项目，在弹出的选项中，单击 “属性”，点击“VC++目录”，然后选择“包含目录”选项，单击下拉菜单中的“编辑”：

^{图5、6项目属性编辑}

　　接着我们在新打开的窗口中添加头文件。分别添加下载的glew和glfw文件夹下的include文件夹(include文件夹下是我们需要的头文件)，并点击“确定”：

^{图7：include头文件}

　　之后，再继续添加库文件到项目中，头文件通常是函数的声明，而函数的实现一般都放在了库中，二者相辅相成，只有都正确的引入了，才能正常工作。其对应的路径就是glew和glfw文件夹下的lib文件夹：

　　有两点需要我们特别注意一下：

当添加glew时，当选到lib文件夹后请继续选择，lib->Release->Win32,请选择Win32后点击“选择文件夹”（x64会有莫名其妙的问题）
当添加glfw时，低版本请选择对应版本，2015以上版本请选择“lib-vc2015”。马三用的是2017所以选择lib-vc2015

^{图8：lib库文件}

只包含了库文件还不行，我们需要手动指定一下。配置链接器：

^{图9：链接器配置}

　　在里面手动加入如下选项，行与行之间请按回车，opengl32.lib是系统自带的。glfw3.lib,glew32s.lib 是我们下载的库中的，其实就是之前包含的lib文件夹下的文件名（去掉glew32.lib）：

opengl32.lib
glfw3.lib
glew32s.lib

^{图10：编辑链接器配置}

　　经过上面一系列的繁琐的操作，我们的OpenGL开发环境基本也算搭建完成了，下面让我们在main.cpp中添加一些代码测试一下，环境是否搭建成功，我们的程序是否能够跑起来。在main.cpp中加入如下测试代码：

 1 #include<iostream>
 2 #define GLEW_STATIC
 3 #include <GL/glew.h>
 4 #include <GLFW\glfw3.h>
 5 
 6 using namespace std;
 7 
 8 int main(int argc, char** argv[])
 9 {
10     /*glewExperimental = GL_TRUE;
11     if (glewInit()!=GLEW_OK)
12     {
13     cout << "failed to initalize GLEW" << endl;
14     return -1;
15     }*/
16 
17     glfwInit();//初始化
18     glfwWindowHint(GLFW_CONTEXT_VERSION_MAJOR, 3);//配置GLFW
19     glfwWindowHint(GLFW_CONTEXT_VERSION_MINOR, 3);//配置GLFW
20     glfwWindowHint(GLFW_OPENGL_PROFILE, GLFW_OPENGL_CORE_PROFILE);//
21     glfwWindowHint(GLFW_RESIZABLE, GL_FALSE);
22 
23     GLFWwindow* window = glfwCreateWindow(800, 600, "LearnOpenGL", nullptr, nullptr);
24     if (window == nullptr)
25     {
26         cout << "Failed to create GLFW window" << endl;
27         glfwTerminate();
28         return -1;
29     }
30     glfwMakeContextCurrent(window);
31     while (!glfwWindowShouldClose(window))
32     {
33         glfwPollEvents();
34         glfwSwapBuffers(window);
35     }
36     glfwTerminate();
37     return 0;
38 
39 
40 }

　　然后，点击调试，如果成功了的话可以看到类似于下面的这种窗口，其实是初始化了一个空的OpenGL窗口：

^{图11：初始化OpenGL窗口}

　　但是我们会发现在vs的错误列表窗口中出现了一条警告：“警告 LNK4098 默认库“MSVCRT”与其他库的使用冲突；请使用 /NODEFAULTLIB:library BuildEnv F:\xxxx”

　　这个警告也是比较好解决的，打开我们之前配置链接器的那个页面，然后选择忽略特定库选项，并编辑。在其中加入 "MSVCRT.lib"，然后然后点击确定，之后就会发现警告消失不见了。如果以后还有其他的类似的库冲突，我们可以使用同样的方法解决。

^{图12：解决库冲突}

三、一些名词概念

　　尽管我们已经成功的搭建了OpenGL开发环境，但是相信此时一定有不少小伙伴和马三一样对OpenGL开发中的一些库和名词处于蒙蔽状态。马三也是搜集了这些名词的资料和大家一起分享一下。

1.OpenGL是什么

　　OpenGL函数库相关的API有核心库(gl)，实用库(glu)，辅助库(aux)、实用工具库(glut)，窗口库(glx、agl、wgl)和扩展函数库等。gl是核心，glu是对gl的部分封装。glx、agl、wgl 是针对不同窗口系统的函数。glut是为跨平台的OpenGL程序的工具包，比aux功能强大（aux很大程度上已经被glut库取代。）。扩展函数库是硬件厂商为实现硬件更新利用OpenGL的扩展机制开发的函数。

2.gult:OpenGL工具库(OpenGL Utility Toolkit)

　　这部分函数以glut开头，主要包括窗口操作函数，窗口初始化、窗口大小、窗口位置等函数；回调函数：响应刷新消息、键盘消息、鼠标消息、定时器函数等；创建复杂的三维物体；菜单函数；程序运行函数。gult对应的开源实现是freegult，freegult官网请移步。

3.glew库是什么

　　GLUT或者FREEGLUT主要是1.0的基本函数功能；GLEW是使用OPENGL2.0之后的一个工具函数。不同的显卡公司，也会发布一些只有自家显卡才支持的扩展函数，你要想用这数函数，不得不去寻找最新的glext.h,有了GLEW扩展库，你就再也不用为找不到函数的接口而烦恼，因为GLEW能自动识别你的平台所支持的全部OpenGL高级扩展函数。也就是说，只要包含一个glew.h头文件，你就能使用gl,glu,glext,wgl,glx的全部函数。glew库提供高版本 gl 函数的支持。如果不嫌麻烦的话，也可以手写函数指针，来判断各个 opengl 高版本函数是否支持，但是 glew 库做了大大的简化，使得 opengl 各个版本的函数像原生函数一样，可以随意调用。

4.glfw

　　GLFW无愧于其号称的lightweight的OpenGL框架，的确是除了跨平台必要做的事情都没有做，所以一个头文件，很少量的API，就完成了任务。GLFW的开发目的是用于替代glut的，从代码和功能上来看，我想它已经完全的完成了任务。一个轻量级的，开源的，跨平台的library。支持OpenGL及OpenGL ES，用来管理窗口，读取输入，处理事件等。因为OpenGL没有窗口管理的功能，所以很多热心的人写了工具来支持这些功能，比如早期的glut，现在的freeglut等。

　　那么GLFW有何优势呢？glut太老了，最后一个版本还是90年代的。freeglut完全兼容glut，算是glut的代替品，功能齐全，但是bug太多。因此，GLFW应运而生。

综上所述：

1.glfw是glut的升级和改进

2.glew包含了OpenGL所需的核心

5.glad库

　　目前网上的一些教程还有使用glad库的，glad与glew有什么区别呢？简单说glad是glew的升级版。用哪个都行。glew比较老，glad比较新。下面简单介绍一些glad如何使用：

　　glad有一个在线服务，直接下下来就可以用了（编译好的），将语言(Language)设置为C/C++，在API选项中，选择3.3以上的OpenGL版本（3.3是可编程管线版本，但更新的版本也能正常工作）。之后将模式(Profile)设置为Core，并且保证生成加载器(Generate a loader)的选项是选中的。现在可以先（暂时）忽略拓展(Extensions)中的内容。都选择完之后，点击生成(Generate)按钮来生成库文件。

　　下载到本地是个压缩文件，解压完成后会有这样的文件夹结构：

test

^{图13：glad文件目录}

　　包含两个头文件目录（内有头文件glad.h和khrplatform.h），和一个src文件夹下的glad.c文件。只需要将原来的第五步的 VC++目录 -> 包含目录中的glew的include文件夹改成glad的include文件夹即可。后面的步骤glad都不需要。

　　然后将glad.c文件复制到源文件夹下：

glad.c

^{图14：glad复制到源文件夹}

　　注意glad.c文件这时候或者编译的时候会出错，首先看看glad.c的include的路径是不是对的，有时候包含目录文件夹路径不一样，你要改成你自己配置的glad路径（就是之前VC++目录配置的路径）。

　　然后需要将我们的测试代码换成如下这段：

 1 #include <glad/glad.h>
 2 #include <GLFW/glfw3.h>
 3  
 4 #include <iostream>
 5  
 6 const unsigned int SCR_WIDTH = 800;
 7 const unsigned int SCR_HEIGHT = 600;
 8  
 9 int main()
10 {
11     glfwInit();
12     glfwWindowHint(GLFW_CONTEXT_VERSION_MAJOR, 3);
13     glfwWindowHint(GLFW_CONTEXT_VERSION_MINOR, 3);
14     glfwWindowHint(GLFW_OPENGL_PROFILE, GLFW_OPENGL_CORE_PROFILE);
15  
16     GLFWwindow* window = glfwCreateWindow(SCR_WIDTH, SCR_HEIGHT, "LearnOpenGL", NULL, NULL);
17     if (window == NULL)
18     {
19         std::cout << "Failed to create GLFW window" << std::endl;
20         glfwTerminate();
21         return -1;
22     }
23     glfwMakeContextCurrent(window);
24  
25     if (!gladLoadGLLoader((GLADloadproc)glfwGetProcAddress))
26     {
27         std::cout << "Failed to initialize GLAD" << std::endl;
28         return -1;
29     }    
30  
31     while (!glfwWindowShouldClose(window))
32     {
33  
34         glClearColor(0.2f, 0.3f, 0.3f, 1.0f);
35         glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
36  
37         glfwSwapBuffers(window);
38         glfwPollEvents();
39     }
40  
41     glfwTerminate();
42     return 0;