OpenGL项目执行过程分析

1.引入头文件

在开始编写任何C(C++)程序之前，都要先将要用到的函数和类定义的头文件包含进来，为了达到目的，最低限度也要包含如下头文件。

/*
 `#include<GLShaderManager.h>` 移入了GLTool 着色器管理器（shader Mananger）类。没有着色器，我们就不能在OpenGL（核心框架）进行着色。着色器管理器不仅允许我们创建并管理着色器，还提供一组“存储着色器”，他们能够进行一些初步䄦基本的渲染操作。
 */
#include "GLShaderManager.h"

/*
 `#include<GLTools.h>`  GLTool.h头文件包含了大部分GLTool中类似C语言的独立函数
 */
#include "GLTools.h"

/*
 在Mac 系统下，`#include<glut/glut.h>`
 在Windows 和 Linux上，我们使用freeglut的静态库版本并且需要添加一个FREEGLUT_STATIC处理宏
*/
#include <GLUT/GLUT.h>

2.定义全局变量

//定义一个，着色管理器
GLShaderManager shaderManager;

//简单的批次容器，是GLTools的一个简单的容器类。
GLBatch triangleBatch;


//blockSize 边长
GLfloat blockSize = 0.1f;

//正方形的4个点坐标
GLfloat vVerts[] = {
        -blockSize,-blockSize,0.0f,
        blockSize,-blockSize,0.0f,
        blockSize,blockSize,0.0f,
        -blockSize,blockSize,0.0f
};

GLfloat xPos = 0.0f;
GLfloat yPos = 0.0f;

3.启动GLUT

GLUT是什么呢？
GLUT代表OpenGL应用工具包，英文全称为OpenGL Utility Toolkit，是一个和窗口系统无关的软件包，它由Mark Kilgard在SGI时写的。作为AUX库的功能更强大的替代品，用于隐藏不同窗口系统API的复杂性。把OpenGL API的范围限制在GLUT，Windows/MAC/Linux新手也更容易上手
下面直接跳到所有C程序的入口点main函数，这里才是程序处理实际开始的地方,我们在这里主要做了这么几件事情：

1. 初始化OpenGL环境变量
2. 设置窗口大小和标题
3. 注册监听回调函数(窗口大小发生改变的回调；绘制/重绘回调；键盘特殊键位点击后的的回调)
4. 检查确定驱动程序的初始化过程中没有任何问题
5. 调用setupRC()，执行一些初始化工作，进行预加载纹理，建立几何图形、渲染器等工作
6. 最后我们可以开始主消息循环并结束main函数

int main(int argc,char *argv[])
{
    //设置当前工作目录，针对MAC OS X
    /*
     `GLTools`函数`glSetWorkingDrectory`用来设置当前工作目录。实际上在Windows中是不必要的，因为工作目录默认就是与程序可执行执行程序相同的目录。但是在Mac OS X中，这个程序将当前工作文件夹改为应用程序捆绑包中的`/Resource`文件夹。`GLUT`的优先设定自动进行了这个中设置，但是这样中方法更加安全。
     */
    gltSetWorkingDirectory(argv[0]);
    
    //初始化GLUT库,这个函数只是传说命令参数并且初始化glut库
    glutInit(&argc, argv);
    
    /*
    下面我们必须告诉GLUT库，在创建窗口时要使用哪种类型的显示模式？
     初始化双缓冲窗口，其中标志GLUT_DOUBLE、GLUT_RGBA、GLUT_DEPTH、GLUT_STENCIL分别指
     双缓冲窗口、RGBA颜色模式、深度测试、模板缓冲区
     --GLUT_RGBA：RGBA颜色模式 
     --GLUT_DOUBLE：双缓存窗口，是指绘图命令实际上是离屏缓存区执行的，然后迅速转换成窗口视图，这种方式，经常用来生成动画效果；
     --GLUT_DEPTH：标志将一个深度缓存区分配为显示的一部分，因此我们能够执行深度测试；
     --GLUT_STENCIL：确保我们也会有一个可用的模板缓存区。
     深度、模板测试后面会细致讲到
     */
    glutInitDisplayMode(GLUT_DOUBLE|GLUT_RGBA|GLUT_DEPTH|GLUT_STENCIL);
    
    //GLUT窗口大小、窗口标题
    glutInitWindowSize(800, 600);
    glutCreateWindow("Square");
    
    /*
     GLUT 内部运行一个本地消息循环，拦截适当的消息。然后调用我们不同时间注册的回调函数。我们一共注册3个回调函数：
     1）为窗口改变大小而设置的一个回调函数
     2）包含OpenGL 渲染的回调函数
     3）注册按键回调函数
     */
    //注册重塑函数
    glutReshapeFunc(changeSize);
    //注册显示函数
    glutDisplayFunc(RenderScene);
    //注册按键回调函数
    glutSpecialFunc(SpecialKeys);
    
    /*
     初始化一个GLEW库,确保OpenGL API对程序完全可用。
     在试图做任何渲染之前，要检查确定驱动程序的初始化过程中没有任何问题
     */
    GLenum status = glewInit();
    if (GLEW_OK != status) {
        
        printf("GLEW Error:%s\n",glewGetErrorString(status));
        return 1;
        
    }

    //这里的RC代表渲染环境（Rendering Context） 
    //设置我们的渲染环境,我们将在这里进行预加载纹理，建立几何图形、渲染器等工作
    setupRC();

    //最后我们可以开始主消息循环并结束main函数
    glutMainLoop();
 
    return  0;
    
}

4.窗口大小改变回调函数changeSize

/*
 在窗口大小改变时，接收新的宽度&高度。
 */
void changeSize(int w,int h)
{
    /*
      设置视口，在OpenGL函数glViewport的帮助下修改从目的坐标系到屏幕坐标系的映射
      x,y 参数代表窗口中视图的左下角坐标，而宽度、高度是像素为表示，通常x,y 都是为0
     */
    glViewport(0, 0, w, h);
    
}

5.渲染回调函数RenderScene

1. 清理特定缓存区
2. 根据平移距离计算平移矩阵
3. 将矩阵结果交给存储着色器（平面着色器）中绘制

void RenderScene(void)
{
    //清除一个或者一组特定的缓存区
    /*
     缓冲区是一块存在图像信息的储存空间，红色、绿色、蓝色和alpha分量通常一起分量通常一起作为颜色缓存区或像素缓存区引用。
     OpenGL 中不止一种缓冲区（颜色缓存区、深度缓存区和模板缓存区）
      清除缓存区对数值进行预置
     参数：指定将要清除的缓存的
     GL_COLOR_BUFFER_BIT :指示当前激活的用来进行颜色写入缓冲区
     GL_DEPTH_BUFFER_BIT :指示深度缓存区
     GL_STENCIL_BUFFER_BIT:指示模板缓冲区
     */  
    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT | GL_STENCIL_BUFFER_BIT);
    
    //1.设置颜色RGBA
    GLfloat vRed[] = {0.0f, 1.0f, 0.0f, 1.0f};
    
    
    //定义矩阵
    M3DMatrix44f mTransformMatrix;
    
    //平移矩阵（在x,y轴分别移动了xPos,xPos距离，z轴不变）
    m3dTranslationMatrix44(mTransformMatrix, xPos, xPos, 0.0f);
    
    //当单元着色器不够用时，使用平面着色器
    //参数1：存储着色器类型
    //参数2：使用什么矩阵变换
    //参数3：颜色
    shaderManager.UseStockShader(GLT_SHADER_FLAT, mTransformMatrix, vRed);
    
    //提交着色器
    triangleBatch.Draw();
    glutSwapBuffers();
}

6.按键回调函数SpecialKeys

void SpecialKeys(int key, int x, int y){

    GLfloat stepSize = 0.025f;
    
    if (key == GLUT_KEY_UP) {
        
        yPos += stepSize;
    }
    
    if (key == GLUT_KEY_DOWN) {
        yPos -= stepSize;
    }
    
    if (key == GLUT_KEY_LEFT) {
        xPos -= stepSize;
    }
    
    if (key == GLUT_KEY_RIGHT) {
        xPos += stepSize;
    }
    //碰撞检测
    if (xPos < (-1.0f + blockSize)) {
        
        xPos = -1.0f + blockSize;
    }
    
    if (xPos > (1.0f - blockSize)) {
        xPos = 1.0f - blockSize;
    }
    
    if (yPos < (-1.0f + blockSize)) {
        yPos = -1.0f + blockSize;
    }
    
    if (yPos > (1.0f - blockSize)) {
        yPos = 1.0f - blockSize;
    }
    
    glutPostRedisplay();
    
}

Demo:OpenGLDemo