01-03基础配置#

[16:04] 01-欢迎来到 OpenGL-Welcome to OpenGL
[22:03] 02-在 C++ 中设置 OpenGL 并创建窗口-Setting up OpenGL and Creating a Window in C++
[18:21] 03-在 C++ 中使用现代 OpenGL-Using Modern OpenGL in C++
[20:06] 04-顶点缓冲区与在 OpenGL 中绘制三角形-Vertex Buffers and Drawing a Triangle in OpenGL
[18:54] 05-OpenGL 中的顶点属性与布局-Vertex Attributes and Layouts in OpenGL
[17:37] 06-OpenGL 中的着色器工作原理-How Shaders Work in OpenGL
[28:21] 07-在 OpenGL 中编写着色器-Writing a Shader in OpenGL
[21:15] 08-我是如何处理 OpenGL 中的着色器的-How I Deal with Shaders in OpenGL
[16:54] 09-OpenGL 中的索引缓冲区-Index Buffers in OpenGL
[23:42] 10-处理 OpenGL 中的错误-Dealing with Errors in OpenGL
[11:27] 11-OpenGL 中的 Uniform 变量-Uniforms in OpenGL
[21:50] 12-OpenGL 中的顶点数组-Vertex Arrays in OpenGL
[26:46] 13-将 OpenGL 抽象为类-Abstracting OpenGL into Classes
[30:07] 14-OpenGL 中的缓冲区布局抽象-Buffer Layout Abstraction in OpenGL
[21:56] 15-OpenGL 中的着色器抽象-Shader Abstraction in OpenGL
[14:43] 16-在 OpenGL 中编写基础渲染器-Writing a Basic Renderer in OpenGL
[31:44] 17-OpenGL 中的纹理-Textures in OpenGL
[12:37] 18-OpenGL 中的混合-Blending in OpenGL
[18:07] 19-OpenGL 中的数学-Maths in OpenGL
[20:10] 20-OpenGL 中的投影矩阵-Projection Matrices in OpenGL
[15:53] 21-OpenGL 中的 MVP 矩阵-Model View Projection Matrices in OpenGL
[14:36] 22-在 OpenGL 中使用 ImGui-ImGui in OpenGL
[12:21] 23-在 OpenGL 中渲染多个物体-Rendering Multiple Objects in OpenGL
[16:52] 24-为 OpenGL 设置测试框架-Setting up a Test Framework for OpenGL
[22:46] 25-在 OpenGL 中创建测试-Creating Tests in OpenGL
[28:13] 26-在 OpenGL 中进行纹理测试-Creating a Texture Test in OpenGL
[11:37] 27-如何让你的 UNIFORMS 更快-How to make your UNIFORMS FASTER in OpenGL
[12:25] 28-批量渲染：简介-Batch Rendering - An Introduction
[09:15] 29-批量渲染：颜色-Batch Rendering - Colors
[15:51] 30-批量渲染：纹理-Batch Rendering - Textures
[23:17] 31-批量渲染：动态几何体-Batch Rendering - Dynamic Geometry

01WelcomToOpengl#

  • 课程初衷与背景
    • 作者介绍了为什么要制作这个系列：市面上很多教程只教“怎么做”，而不教“为什么”。
    • 本系列的目标是不仅让你写出代码，还要让你理解 OpenGL 的底层工作原理及其与 GPU 的交互逻辑。
  • 什么是 OpenGL？
    • 核心定义：OpenGL 本质上是一个规范（Specification） 接口，API ，而不是一个具体的库。它规定了函数应该如何命名、参数是什么以及预期的行为。 允许我们实际访问我们的GPU，GraphicsProcessingUnit，图形处理单元。OpenGL是其中之一的接口，还有Direct3D，Vulkan，Metal等
    • 实现者：具体的实现通常由显卡厂商（NVIDIA, AMD, Intel）编写在驱动程序中。
    • 跨平台，Windows、Linux、Mac、Android、IOS
    • 状态机（State Machine）：初步引入 OpenGL 是一个状态机的概念，你设置好状态（如颜色、缓冲区），然后发出指令进行渲染。
  • 现代 OpenGL vs 传统 OpenGL
    • Legacy OpenGL (固定管线)：简单但不够灵活，很多功能已经废弃（如 glBegin, glEnd）。
    • Modern OpenGL (可编程管线)：通过 着色器 (Shaders) 控制渲染过程。虽然代码量显著增加，但提供了极大的灵活性和性能优化空间。
    • Shader（着色器）是程序，在==GPU==上运行的代码程序
    • 本系列将专注于 Modern OpenGL (版本 3.3 及以上)。
  • 学习 OpenGL 的难点与心态
    • 强调了学习曲线：初期需要写==大量的“模板代码”（Boilerplate code）==才能在屏幕上画出一个简单的三角形。
    • 图形管线 (Graphics Pipeline)：解释了数据如何从 CPU 传输到 GPU，并经过顶点处理、光栅化最终变成像素的过程。
  • 开发环境与工具链预告
    • 虽然是跨平台的，但本系列主要在 Windows 下使用 Visual Studio 演示。
    • 提到后续会使用的关键第三方库：GLFW（窗口管理）和 GLEW/GLAD（访问 OpenGL 扩展函数）。
  • 总结与后续计划
    • 鼓励初学者不要被前几集的复杂配置和概念吓退。
    • 下一集将正式进入 C++ 环境配置，动手创建第一个窗口。

02设置Opengl和创建窗口#

主要讲解如何在 Windows 环境下使用 Visual Studio 搭建 OpenGL 开发环境，并编写代码成功弹出一个窗口。这是所有图形编程的起点。

  • 核心库的选择：GLFW

    • 解释为什么需要第三方库：OpenGL 本身不负责创建窗口或处理键盘鼠标输入，这些是操作系统的任务。
    • 引入 GLFW：一个开源、多平台的库，专门用于处理窗口创建 跨平台 和上下文管理。

  • 下载与配置 GLFW

    • 演示前往 glfw.org 下载二进制文件（Binary）。
    • 关键点：Cherno 推荐下载 32位 (Windows pre-compiled binaries)，因为这在库兼容性上通常更稳定，尽管你的系统是 64 位的。 因为我们要让构建的应用在32位上运行。而能在32位系统运行的，也必定能在64位上运行。这里我直接下载源码并编译成了32位的，详见 learnopengl-02创建窗口

    • 把链接里的代码https://www.glfw.org/documentation.html复制进项目
#include <GLFW/glfw3.h>

int main(void)
{
    GLFWwindow* window;

    /* Initialize the library */
    if (!glfwInit())
        return -1;

    /* Create a windowed mode window and its OpenGL context */
    window = glfwCreateWindow(640, 480, "Hello World", NULL, NULL);
    if (!window)
    {
        glfwTerminate();
        return -1;
    }

    /* Make the window's context current */
    glfwMakeContextCurrent(window);

    /* Loop until the user closes the window */
    while (!glfwWindowShouldClose(window))
    {
        /* Render here */
        glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);

        /* Swap front and back buffers */
        glfwSwapBuffers(window);

        /* Poll for and process events */
        glfwPollEvents();
    }

    glfwTerminate();
    return 0;
}

  • Visual Studio 项目设置

    • 在工程目录下创建 Dependencies 文件夹，在文件夹下又创建一个GLFW，将 GLFW 的头文件(夹)（Include）和库文件(夹)（Lib）放入其中。
    #头文件和库目录结构
└─GLFW
├─include
│  └─GLFW
│          glfw3.h
│          glfw3native.h
│
└─lib
        glfw3.lib

    • 配置项目属性：

      1. c/c++-->Additional Include Directories：添加头文件路径。 $(SolutionDir)ChernoOpengl\Dependencies\GLFW\include
      2. ==Linker -> Gerneral -> Additional Library Directories==：添加库文件路径。 E:\cppStudyTemp\learnopengl\HelloOpengl\ChernoOpengl\Dependencies\GLFW\lib
      3. Linker -> Input：手动输入 glfw3.lib 和 opengl32.lib（注意：opengl32.lib 是 Windows 系统自带的，不需要额外下载）。
      4. 运行后出现黑框

    • 注意： 这是在Platform32的配置，所以运行/编译时也要配置成32位的，保持一致

  • 静态链接与动态链接的权衡

    • 简述了静态库（.lib）和动态库（.dll）的区别。
    • 本集中采用静态链接，这样生成的 .exe 文件在运行时不需要寻找额外的 .dll 文件。

  • 编写基础代码

    • 包含头文件 #include <GLFW/glfw3.h>。
    • 编写初始化代码：glfwInit()。
    • 创建窗口对象：glfwCreateWindow()。
    • 设置当前 OpenGL 上下文：glfwMakeContextCurrent()。

  • 渲染循环 (The Render Loop)

    • 引入 while (!glfwWindowShouldClose(window)) 循环。
    • 在循环内调用 glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT) 清理屏幕。
    • 调用 glfwSwapBuffers(window) 进行双缓冲交换（防止画面闪烁）。
    • 调用 glfwPollEvents() 处理操作系统事件（如关闭窗口、点击等）。

  • 调试与运行

    • 演示编译并解决常见的链接错误（Linker Errors）。
    • 成果展示：成功运行程序，屏幕上出现一个黑色的空白窗口，标志着 OpenGL 环境搭建成功。 核心笔记：
  1. 不要漏掉 opengl32.lib：即使你使用的是 64 位系统或现代显卡，在 Windows 下链接时依然使用这个名字。
  2. 双缓冲 (Double Buffering)：这是图形学的重要概念，一个缓冲区用于显示，另一个在后台绘制，画好后再交换，保证视觉平滑。

使用传统OpenGL绘制三角形#

//在while中添加代码
while (!glfwWindowShouldClose(window))
{
    /* Render here */
    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
    
    //===绘制三角形===
    glBegin(GL_TRIANGLES);
    glVertex2f(-0.5f, -0.5f);
    glVertex2f(0.0f, 0.5f);
    glVertex2f(0.5f, -0.5f);
    glEnd();
    //===绘制三角形===

    /* Swap front and back buffers */
    glfwSwapBuffers(window);

    /* Poll for and process events */
    glfwPollEvents();
}

03现代OpenGL#

在前一集搭建好窗口的基础上，引入了 GLEW，并深入探讨了现代 OpenGL 与传统 OpenGL 的本质区别。

  • 引入 GLEW (OpenGL Extension Wrangler Library)

    • 痛点：解释为什么只包含 <GL/gl.h> 不够。Windows 自带的头文件版本极低（1.1），无法直接调用现代显卡的函数。
    • GLEW 的作用：它是一个加载库，负责在运行时动态获取现代 OpenGL 函数的地址。 注意，它并没有实现函数，它只是访问这些函数。这些函数是由显卡驱动实现的，早就在电脑里了
    • 配置演示：展示如何下载 GLEW https://glew.sourceforge.net/ ，并像上一集配置 GLFW 一样，将其 include 和 lib 路径添加到 Visual Studio 项目中。 最后，还要添加lib

  • 初始化 GLEW 的陷阱

    • #include <GL/glew.h> 必须 在 #include <GLFW/glfw3.h>之前，否则会报错
    • 关于链接错误，需要在属性-c/c++-Preprocessor中定义GLEW_STATIC
	  15:51:58:820	1>Main03_01.obj : error LNK2019: unresolved external symbol __imp__glewInit@0 referenced in function _main
  这是一个链接错误，接着查看glew.h源码  

	  /*
 * GLEW_STATIC is defined for static library.
 * GLEW_BUILD  is defined for building the DLL library.
 */

#ifdef GLEW_STATIC
#  define GLEWAPI extern
#else
#  ifdef GLEW_BUILD
#    define GLEWAPI extern __declspec(dllexport)
#  else
#    define GLEWAPI extern __declspec(dllimport)
#  endif
#endif

如果遇到了链接错误（比如 LNK2019），通常就是因为这里的宏定义（比如 GLEW_STATIC）和实际链接的库文件类型没对上
如果非要用动态库的话，除了要设置 glew32.lib（不带s后缀），还要把一起的.dll放到.exe所在目录 我们这里使用的是glew32s.lib，这是静态库，所以需要在宏宇定义那里定义GLEW_STATIC

  • 关键顺序：必须先创建 OpenGL 上下文（即调用 glfwMakeContextCurrent），然后才能调用 glewInit()。
    • 如果顺序反了，程序会崩溃或无法加载函数。
    • 演示如何检查 glewInit() 的返回值以确保初始化成功。
/* Make the window's context current */
glfwMakeContextCurrent(window);
//先有窗口和上下文，加载器才能工作
if (glewInit() != GLEW_OK)
{
	std::cout << "Error!" << std::endl;
}

  • 传统 OpenGL (Legacy) vs 现代 OpenGL (Modern)

    • Legacy (固定管线)：使用 glBegin() 和 glEnd()。虽然简单，但效率极低，因为 CPU 每一帧都要向 GPU 发送大量指令。
    • Modern (可编程管线)：数据（顶点、颜色等）被打包成 缓冲区 (Buffers) 一次性发送到 GPU 内存。GPU 通过 着色器 (Shaders) 自行决定如何渲染。
    • Cherno 的观点：虽然现代 OpenGL 代码量更多，但它是理解 GPU 运作方式的唯一途径。

  • 绘制第一个“东西”：现代方式的雏形

    • 演示调用 glDrawArrays(GL_TRIANGLES, 0, 3)。
    • 解释为什么此时屏幕上还是黑色的：因为我们还没有给 GPU 提供任何顶点数据，也没有编写着色器。

  • 验证 OpenGL 版本

    • 演示使用 glGetString(GL_VERSION) 打印当前驱动支持的 OpenGL 版本。
    • 这是一个非常实用的调试技巧，确保你的代码运行在预期的硬件环境下。

  • 总结与展望

    • 确认开发环境（GLFW + GLEW）已完全就绪。
    • 预告下一集：正式引入 顶点缓冲区 (Vertex Buffers)，开始向显卡内存传输真实数据。

核心知识点笔记#

概念说明
GLEW让你能用上显卡里那些“隐藏”的高级函数（函数加载器）。
Context必须先有窗口和上下文，加载器（GLEW/GLAD）才能工作。
GPU Buffer现代 OpenGL 的核心，把数据从内存搬到显存，减少CPU 负担。

下一步建议： 下一集（04集）会涉及到非常抽象的 glGenBuffers 和 glBindBuffer。你在看视频时，可以重点关注数据是如何从一个普通的 C++ 数组“变”到显存里的。

源代码#

#ifdef LY_EP03
#include <iostream>
#include <GL/glew.h>
#include <GLFW/glfw3.h>

int main(void)
{
	GLFWwindow* window;

	/* Initialize the library */
	if (!glfwInit())
		return -1;

	/* Create a windowed mode window and its OpenGL context */
	window = glfwCreateWindow(640, 480, "Hello World", NULL, NULL);
	if (!window)
	{
		glfwTerminate();
		return -1;
	}

	/* Make the window's context current */
	glfwMakeContextCurrent(window);
	//先有窗口和上下文，加载器才能工作
	if (glewInit() != GLEW_OK)
	{
		std::cout << "Error!" << std::endl;
	} 

	//4.6.0 Compatibility Profile Context 23.19.12.02.240618
	std::cout << glGetString(GL_VERSION) << std::endl;

	/* Loop until the user closes the window */
   //在while中添加代码
	while (!glfwWindowShouldClose(window))
	{
		/* Render here */
		glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);

		//===绘制三角形===
		glBegin(GL_TRIANGLES);
		glVertex2f(-0.5f, -0.5f);
		glVertex2f(0.0f, 0.5f);
		glVertex2f(0.5f, -0.5f);
		glEnd();
		//===绘制三角形===

		/* Swap front and back buffers */
		glfwSwapBuffers(window);

		/* Poll for and process events */
		glfwPollEvents();
	}

	glfwTerminate();
	return 0;
}

#endif
Backward 04顶点缓冲区和绘制三角形 09Camera Forward