OpenGL入门配置指南：GLFW和GLAD的详细配置步骤
OpenGL入门配置指南：GLFW和GLAD的详细配置步骤
OpenGL是一个强大的跨平台图形渲染API，广泛应用于游戏开发、科学可视化、虚拟现实等领域。在实际开发中，GLFW和GLAD是两个非常重要的工具。本文将详细介绍如何配置GLFW和GLAD，帮助新手快速搭建OpenGL开发环境。
前言
OpenGL（Open Graphics Library）是一个强大的跨平台图形渲染 API，广泛应用于游戏开发、科学可视化、虚拟现实等领域。它提供了一系列函数，允许开发者直接与显卡硬件交互，从而实现高效的 2D 和 3D 图形渲染。然而，OpenGL 本身并不直接提供窗口管理、输入处理等功能，因此在实际开发中，我们通常需要借助一些第三方库来简化这些任务。
在 OpenGL 开发中，GLFW 和 GLAD 是两个非常重要的工具。
本文将详细介绍如何配置 GLFW 和 GLAD，帮助新手快速搭建 OpenGL 开发环境。
一、GLFW配置
1. GLFW 的作用
GLFW 是一个轻量级的库，专门用于创建和管理窗口，并处理输入事件。它的主要功能包括：
窗口管理：创建 OpenGL 窗口，支持全屏模式和窗口模式。
输入处理：处理键盘、鼠标和游戏手柄的输入事件。
上下文管理：创建和管理 OpenGL 上下文，支持指定 OpenGL 版本和模式（核心模式或兼容模式）。
跨平台支持：支持 Windows、macOS、Linux 等主流操作系统。
2.为什么需要 GLFW？
OpenGL 本身并不提供窗口管理或输入处理功能。如果没有 GLFW，开发者需要手动编写平台相关的代码来创建窗口和处理输入，这既繁琐又容易出错。GLFW 提供了一个统一的 API，隐藏了不同平台的底层细节，极大地简化了开发流程。
3.构建GLFW
3.1下载源代码包
GLFW的源代码包可以从它的官网上进行下载（GLFW官网：https://www.glfw.org/download.html）
其实GLFW官网上针对不同的操作系统分别提供了两种版本，分别是源代码版本和二进制版本。
这两者各有优缺点：
1.二进制版本
二进制版本是 GLFW 官方预先编译好的库文件，可以直接下载并集成到你的项目中。
优点：简单方便、开箱即用
缺点：二进制版本通常是针对特定平台和编译器编译的。例如，Windows 上的二进制版本可能是用 Visual Studio 编译的，如果你使用的是 MinGW 或其他编译器，可能会出现兼容性问题。并且，二进制版本是预先编译好的，无法根据需求自定义编译选项（如启用特定功能或优化）
2.源代码版本
源代码版本是GLFW的完整源代码，开发者需要自己编译生成库文件。
优点：源代码版本可以在任何支持的平台和编译器上编译，适合使用非主流编译器或自定义编译选项的开发者。可以根据需要自定义编译选项，例如启用或禁用特定功能、优化级别等。如果遇到问题，可以直接调试 GLFW 的源代码，或者根据需求修改源代码。
缺点：编译源代码需要配置编译环境（如 CMake、编译器工具链等），对初学者来说可能有一定门槛。
本章选择使用源代码版本进行配置
进入网站后，点击Source Package进行下载
3.2 编译GLFW源代码包
下载完成之后，使用CMake进行编译，这里不过多赘述CMake的安装，想要安装CMake的可以点击这里。
可以根据自身系统版本选择对应版本，为了方便我选择有GUI的版本，我这里选择的是windows x64版本的安装包（GUI版本）。
CMake安装完成之后，使用CMake来编译之前下载好的GLFW安装包。
之前下载好的压缩包压缩完成后放在自定义位置，我这里放在了F盘。
上图是GLFW源代码包中的内容。
CMake需要一个源代码目录和一个存放编译结果的目标文件目录。源代码目录我们选择GLFW的源代码的根目录，然后我们新建一个 build 文件夹，选中作为目标目录。
选择完之后点击Configure按钮会弹出下面的提示框。
在这里主要选择你对应的IDE环境，我这里使用的是vs2022。
然后点击Finish，会出现下图的界面。
这里点击Generate进行生成。
生成完成之后的build文件夹内应该有上述文件，我们用IDE打开GLFW.sln进入项目。
因为CMake已经配置好了项目，并按照默认配置将其编译为64位的库，所以我们直接点击Build Solution(生成解决方案)按钮，然后在build/src/Debug文件夹内就会出现我们编译出的库文件glfw3dll.lib。
3.3 项目链接GLFW
在链接之前，首先在自定义位置创建一个OpenGL文件夹(我这里放在了F盘)，在里面创建lib和include两个文件夹。
将之前编译的库文件glfw3dll.lib放在lib文件夹内，将glfw-3.4\include中的内容放在include文件夹内。
然后首先进入Project Properties(工程属性，在解决方案窗口里右键项目)，然后选择VC++ Directories(VC++ 目录)选项卡（如下图）。在下面的两栏添加目录：
现在VS可以找到所需的所有文件了。最后需要在Linker(链接器)选项卡里的Input(输入)选项卡里添加glfw3dll.lib这个文件：
要链接一个库我们必须告诉链接器它的文件名。库名字是glfw3dll.lib，我们把它加到Additional Dependencies(附加依赖项)字段中(手动或者使用选项都可以)。这样GLFW在编译的时候就会被链接进来了。
二、GLAD配置
1.GLAD的作用
GLAD 是一个用于加载 OpenGL 函数指针的库。它的主要功能包括：
加载 OpenGL 函数：在运行时动态加载 OpenGL 核心函数和扩展函数。
生成加载代码：通过 GLAD 的在线服务或命令行工具，生成针对特定 OpenGL 版本的加载代码。
跨平台支持：支持 Windows、macOS、Linux 等主流操作系统。
2.为什么需要 GLAD？
OpenGL 的函数指针在运行时由显卡驱动程序提供，不同平台和显卡的 OpenGL 实现可能不同。如果没有 GLAD，开发者需要手动加载这些函数指针，这既繁琐又容易出错。GLAD 自动生成加载代码，简化了这一过程。
3.配置glad
GLAD是一个开源的库,并且GLAD的配置与大多数的开源库有些许的不同，它使用了一个在线服务。在这里我们能够告诉GLAD需要定义的OpenGL版本，并且根据这个版本加载所有相关的OpenGL函数。
打开GLAD的在线服务，将语言(Language)设置为C/C++，在API选项中，选择3.3以上的OpenGL(gl)版本（如果配置足够，更新的版本也能用）。之后将模式(Profile)设置为Core，并且保证选中了生成加载器(Generate a loader)选项，都选择完之后，点击生成(Generate)按钮来生成库文件。
点击生成(Generate)按钮之后应该提供给你了一个zip压缩文件，包含两个头文件目录，和一个glad.c文件。将两个头文件目录（glad和KHR）复制到之前创建的OpenGL\Include文件夹中（或者增加一个额外的项目指向这些目录），并添加glad.c文件到你的工程中。
测试验证
为了验证是否成功安装了上述版本，我写了一段代码来验证。
#include <glad/glad.h>
#include <GLFW/glfw3.h>
#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
// 初始化 GLFW
if (!glfwInit()) {
cout << "Failed to initialize GLFW" << endl;
return -1;
}
// 配置 GLFW
glfwWindowHint(GLFW_CONTEXT_VERSION_MAJOR, 3); // 设置主版本号
glfwWindowHint(GLFW_CONTEXT_VERSION_MINOR, 3); // 设置次版本号
glfwWindowHint(GLFW_OPENGL_PROFILE, GLFW_OPENGL_CORE_PROFILE);
// 创建窗口
GLFWwindow* window = glfwCreateWindow(800, 600, "LearnOpenGL", NULL, NULL);
if (window == NULL) {
cout << "Failed to create GLFW window" << endl;
glfwTerminate();
return -1;
}
glfwMakeContextCurrent(window);
// 初始化 GLAD
if (!gladLoadGLLoader((GLADloadproc)glfwGetProcAddress)) {
cout << "Failed to initialize GLAD" << endl;
return -1;
}
// 设置视口大小
glViewport(0, 0, 800, 600);
// 主循环
while (!glfwWindowShouldClose(window)) {
// 处理输入事件
glfwPollEvents();
// 渲染代码
glClearColor(0.2f, 0.3f, 0.3f, 1.0f); // 设置清屏颜色
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT); // 清除颜色缓冲区
// 交换缓冲区
glfwSwapBuffers(window);
}
// 清理资源
glfwDestroyWindow(window);
glfwTerminate();
return 0;
}
如果成功安装并运行上述代码会出现一个OpenGL的界面框。如下图所示。
总结
通过配置 GLFW 和 GLAD，可以快速搭建一个 OpenGL 开发环境。GLFW 提供了窗口管理和输入处理功能，而 GLAD 则简化了 OpenGL 函数的加载过程。这两个库的结合使得 OpenGL 开发更加高效和便捷。