c语言有哪些图形库（非c++）？
好的，咱们今天就来好好聊聊 C 语言里那些能画出花花绿绿东西的图形库，而且是纯粹的 C 语言，不掺和 C++ 的那些花里胡哨。这年头，大家都觉得图形编程就是 C++ 的天下了，但其实在 C 的世界里，也有不少扎实好用的家伙。
要说 C 语言的图形库，得先明白一个概念：C 本身是个非常底层的语言，它不提供内置的图形界面和图形绘制功能。所以，所有的图形库都是在 C 的基础上，通过调用操作系统提供的 API，或者直接操作显卡相关的底层接口来实现的。这就意味着，不同的操作系统，或者不同的图形后端，可能会需要不同的库。
咱们就从几个比较有代表性的，并且在 C 语言圈子里比较有分量的库来说道说道。
1. SDL (Simple DirectMedia Layer)
这绝对是 C 语言图形和多媒体编程的首选，没有之一。 SDL 名字就说明了它的目标：简单、直接的媒体层。它设计的初衷就是为了提供一个跨平台的、可以在各种操作系统上工作的图形和声音接口，尤其是给那些游戏开发者和多媒体应用开发者用的。
核心理念： SDL 并不直接绘制像素点，而是提供了一套抽象的接口，让你能够：
创建窗口和渲染上下文： 你可以指定窗口的大小、标题，然后 SDL 会帮你搞定和操作系统窗口系统的交互，创建一块可以让你画画的画布（渲染上下文）。
像素级别的绘制： SDL 提供了 `SDL_Surface` 对象，你可以直接操作这个表面的像素数据，比如用 `SDL_LockSurface` 和 `SDL_UnlockSurface` 来锁定和解锁，然后直接修改 `surface>pixels` 指针指向的内存，往里面填颜色数据。这就像你在操作一张内存里的位图。
硬件加速渲染： 更进一步，SDL2 还引入了 `SDL_Renderer` 和 `SDL_Texture` 的概念。`SDL_Renderer` 是一个抽象的渲染器，它可以后端支持 OpenGL、Direct3D、Vulkan 等现代图形 API。你通过 `SDL_Renderer` 提交绘制指令，它会利用硬件加速来高效地渲染。`SDL_Texture` 就是你上传到显卡上的图片，你可以把它缩放、旋转，然后绘制到屏幕上。这种方式比直接操作 `SDL_Surface` 要高效得多，尤其是在处理复杂图形和动画时。
事件处理： 键盘、鼠标、触摸屏、窗口关闭等等这些用户输入和系统事件，SDL 都帮你封装好了，你只需要循环地去 `SDL_PollEvent` 获取事件，然后根据事件类型来处理。
音频、输入设备、定时器等： 除了图形，SDL 还提供了对音频播放、游戏手柄、键盘鼠标等输入设备的支持，以及用于控制动画帧率的定时器功能。
为什么说它“简单”？
API 设计： SDL 的 API 相对来说比较直观，很多函数名都容易理解，比如 `SDL_Init` 初始化，`SDL_CreateWindow` 创建窗口，`SDL_CreateRenderer` 创建渲染器，`SDL_RenderCopy` 复制纹理等。
跨平台： 这点是 SDL 的核心优势。你写好的 SDL 代码，在 Windows、macOS、Linux、Android、iOS 甚至一些嵌入式系统上都能编译运行，你只需要根据不同的平台进行相应的编译和链接。
依赖少： SDL 本身编译的依赖比较少，而且它有自己的内部实现，不需要你再去配置一大堆 OpenGL、X11 等的依赖（当然，如果你要用硬件加速，底层还是需要系统提供相应的图形驱动和 API 支持）。
它的应用场景：
独立游戏开发： 很多独立游戏，特别是那些2D游戏，都选择 SDL 作为其图形和输入处理的核心库。
多媒体应用： 播放器、演示软件等。
嵌入式系统： 一些需要图形界面的嵌入式设备也会使用 SDL 来简化开发。
教育和学习： 由于其相对简单的接口和良好的跨平台性，SDL 是学习图形编程的一个非常好的入门库。
举个例子（简化）：
```c
include
int main(int argc, char argv[]) {
// 初始化 SDL
if (SDL_Init(SDL_INIT_VIDEO) < 0) {
// 处理错误
return 1;
}
// 创建窗口
SDL_Window window = SDL_CreateWindow("我的第一个 SDL 窗口",
SDL_WINDOWPOS_UNDEFINED,
SDL_WINDOWPOS_UNDEFINED,
640, 480,
SDL_WINDOW_SHOWN);
if (!window) {
// 处理错误
SDL_Quit();
return 1;
}
// 创建渲染器（硬件加速）
SDL_Renderer renderer = SDL_CreateRenderer(window, 1, SDL_RENDERER_ACCELERATED);
if (!renderer) {
// 处理错误
SDL_DestroyWindow(window);
SDL_Quit();
return 1;
}
// 设置渲染背景色为蓝色
SDL_SetRenderDrawColor(renderer, 0, 0, 255, 255); // R, G, B, A
SDL_RenderClear(renderer); // 清除屏幕，用当前绘制颜色填充
// 设置要绘制的矩形颜色为红色
SDL_SetRenderDrawColor(renderer, 255, 0, 0, 255);
SDL_Rect fillRect = { 50, 50, 100, 100 }; // x, y, width, height
SDL_RenderFillRect(renderer, &fillRect); // 绘制一个填充的矩形
// 更新屏幕显示
SDL_RenderPresent(renderer);
// 事件循环（等待用户关闭窗口）
SDL_Event event;
int running = 1;
while (running) {
while (SDL_PollEvent(&event)) {
if (event.type == SDL_QUIT) {
running = 0;
}
}
}
// 清理资源
SDL_DestroyRenderer(renderer);
SDL_DestroyWindow(window);
SDL_Quit();
return 0;
}
```
2. Allegro
Allegro 曾经也是非常流行的一个游戏编程库，尤其是在 DOS 和早期 Windows 时代。它提供了比 SDL 更全面的游戏开发支持，包括图形、声音、输入、文件 I/O 等等。
核心特点：
一体化： Allegro 更像是一个“游戏开发工具包”，它包含了图形绘制（支持各种图形模式和颜色深度）、声音播放（支持多种声音格式和 MIDI）、键盘鼠标输入、定时器、文件操作等。
API 的风格： Allegro 的 API 设计相对比较“旧式”，很多函数都带有 `allegro_` 前缀，比如 `allegro_init`, `install_keyboard`, `set_gfx_mode` 等。它的图形绘制函数更直接，比如 `line()`, `circle()`, `rectfill()` 等等，直接在当前绘制的图形缓冲区上操作。
图形模式： Allegro 擅长处理各种不同的图形模式，比如 320x200 256色，640x480 16位色等等。它提供了一套灵活的图形模式切换机制。
跨平台能力： 新版本的 Allegro (Allegro 5) 已经做得相当不错，支持 Windows, Linux, macOS, iOS, Android 等主流平台，并且 API 设计也更现代化了，更接近 SDL 的概念。但旧版本的 Allegro 可能对现代操作系统的支持就没那么好了。
与 SDL 的对比：
功能全面性： Allegro 在游戏开发所需的各种基础功能上可能比 SDL 更全面一些，比如它内置了对字体渲染、数据打包（方便管理游戏资源）等支持。
API 风格： SDL 的 API 更符合现代 C 语言编程的习惯，更模块化，更易于与其他库集成。Allegro 的 API 更紧凑，早期版本可能在某些方面显得不够灵活。
社区和发展： 近年来，SDL 的社区活跃度和发展势头比 Allegro 更强劲。Allegro 5 确实是一个不错的选择，但如果你找资料或者代码示例，SDL 的资源会更多。
举个例子（Allegro 5 的一个简化概念）：
（请注意，Allegro 5 的 API 和旧版本有很大不同，这里仅为示意，具体请查阅 Allegro 5 文档）
```c
include
include // Allegro 5 的图元绘制扩展
int main(int argc, char argv) {
ALLEGRO_DISPLAY display = NULL;
if (!al_init()) {
// 处理错误
return 1;
}
// 设置图形模式（例如，创建一个 640x480 的窗口）
display = al_create_display(640, 480);
if (!display) {
// 处理错误
return 1;
}
// 初始化图元绘制插件
al_init_primitives_addon();
// 设置背景色为蓝色
al_clear_to_color(al_map_rgb(0, 0, 255)); // R, G, B
// 设置绘制颜色为红色
al_draw_filled_rectangle(50, 50, 150, 150, al_map_rgb(255, 0, 0)); // x1, y1, x2, y2, color
// 更新屏幕
al_flip_display();
// 事件处理（等待关闭）
ALLEGRO_EVENT_QUEUE event_queue = al_create_event_queue();
al_register_event_source(event_queue, al_get_display_event_source(display));
ALLEGRO_EVENT ev;
bool running = true;
while(running) {
al_wait_for_event(event_queue, &ev);
if (ev.type == ALLEGRO_EVENT_DISPLAY_CLOSE) {
running = false;
}
}
// 清理
al_destroy_display(display);
al_destroy_event_queue(event_queue);
al_shutdown_primitives_addon();
return 0;
}
```
3. OpenGL (通过 C 接口)
虽然 OpenGL 本身是一个图形渲染 API 规范，而不是一个 C 语言库，但它有非常标准的 C 语言函数接口。而且，绝大多数情况下，当我们在 C 语言里谈论“高性能图形绘制”时，OpenGL 是绕不开的话题。
核心理念： OpenGL 是一个命令式的、面向状态机的图形渲染 API。它主要负责将三维模型数据（顶点、纹理、颜色等）经过一系列的数学变换和光栅化处理，最终渲染到屏幕上。它本身不负责窗口创建、事件处理等操作系统层面的事情。
C 语言中使用 OpenGL 的流程：
1. 创建窗口和 OpenGL 上下文： 这是第一步，你需要一个窗口，并且需要在这个窗口上创建一个 OpenGL 上下文。这个过程非常依赖于操作系统。
Windows： 使用 Windows API (`CreateWindow`, `ChoosePixelFormat`, `SetPixelFormat`, `wglCreateContext`, `wglMakeCurrent` 等)。
Linux/Unix： 通常使用 X Window System 的 Xlib (`XCreateWindow`, `glXChooseVisual`, `glXCreateContext`, `glXMakeCurrent` 等)。
macOS： 使用 Cocoa 和 Core Graphics/OpenGL Framework。
跨平台封装库： 正因为这个上下文创建和管理非常麻烦，所以像 SDL、GLFW、GLUT (OpenGL Utility Toolkit) 这样的库就应运而生，它们帮你屏蔽了这些底层的操作系统差异。你使用 SDL 创建窗口和渲染器后，就可以通过 SDL 的函数获取一个可以用于 OpenGL 的上下文句柄，然后就可以调用 OpenGL 函数了。
2. OpenGL 函数调用： 一旦有了有效的 OpenGL 上下文，你就可以开始调用 OpenGL 函数了。这些函数名字都以 `gl` 开头，比如：
`glGenBuffers`, `glBindBuffer`, `glBufferData`：用于创建和管理 VBO (Vertex Buffer Objects) 来高效地上传顶点数据到显卡。
`glEnableVertexAttribArray`, `glVertexAttribPointer`：用于指定如何解释顶点数据。
`glCreateShader`, `glShaderSource`, `glCompileShader`, `glCreateProgram`, `glAttachShader`, `glLinkProgram`, `glUseProgram`：用于编写和使用着色器（Shader），这是现代 OpenGL 的核心。着色器是用另一种叫做 GLSL (OpenGL Shading Language) 的语言写的。
`glDrawArrays`, `glDrawElements`：用于发出绘制命令。
`glViewport`, `glClearColor`, `glClear`：设置视口和清除屏幕。
`glMatrixMode`, `glLoadIdentity`, `glTranslatef`, `glRotatef`, `glScalef` (旧式固定管线) 或通过 Uniform 变量上传矩阵 (现代 OpenGL)。
3. 着色器 (GLSL)： 现代 OpenGL 完全依赖于可编程管线，也就是着色器。你需要用 GLSL 编写顶点着色器（处理顶点变换）和片段着色器（处理像素颜色），然后将它们编译并链接到 OpenGL 程序中。
C 语言中使用 OpenGL 的优势：
性能： OpenGL 是业界标准的高性能图形渲染 API，可以充分利用 GPU 的计算能力，实现复杂的3D图形和视觉效果。
功能强大： 提供对3D图形的全面控制，包括模型变换、纹理映射、光照、着色、混合、深度测试等等。
跨平台（通过封装）： 虽然 OpenGL 本身是跨平台的，但创建上下文和窗口的部分需要依赖于其他库。
广泛的应用： 游戏引擎、CAD 软件、科学可视化、图形设计工具等都广泛使用 OpenGL。
C 语言中与 OpenGL 结合的库：
GLFW： 一个非常流行的用于创建 OpenGL 上下文和窗口的库，它的 API 设计非常简洁，并且专注于 OpenGL。
GLUT： 比较老的一个库，功能比较基础，主要用于创建窗口和处理简单的交互。
SDL： 如前所述，SDL 也可以创建 OpenGL 上下文，让你在 SDL 的框架内使用 OpenGL。
举个例子（使用 GLFW 和 OpenGL 的极简概念）：
```c
include // or depending on platform and setup
include
int main(void) {
GLFWwindow window;
// 初始化 GLFW
if (!glfwInit()) {
// 处理错误
return 1;
}
// 设置 OpenGL 版本（例如，使用核心模式 3.3）
glfwWindowHint(GLFW_CONTEXT_VERSION_MAJOR, 3);
glfwWindowHint(GLFW_CONTEXT_VERSION_MINOR, 3);
glfwWindowHint(GLFW_OPENGL_PROFILE, GLFW_OPENGL_CORE_PROFILE);
// 创建窗口
window = glfwCreateWindow(640, 480, "OpenGL Window", NULL, NULL);
if (!window) {
// 处理错误
glfwTerminate();
return 1;
}
// 将窗口的 OpenGL 上下文设置为当前上下文
glfwMakeContextCurrent(window);
// 初始化 GLEW (确保能访问所有 OpenGL 函数)
if (glewInit() != GLEW_OK) {
// 处理错误
glfwDestroyWindow(window);
glfwTerminate();
return 1;
}
// OpenGL 渲染代码 (非常简化)
while (!glfwWindowShouldClose(window)) {
// 设置清除颜色 (蓝色)
glClearColor(0.2f, 0.3f, 0.3f, 1.0f);
// 清除颜色和深度缓冲
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
// 在这里添加你的 OpenGL 绘制指令，比如绑定着色器程序、设置顶点数据、绘制等
// 交换缓冲
glfwSwapBuffers(window);
// 检查并调用 glfwSetKeyCallback设置的回调函数（例如ESC退出）
glfwPollEvents();
}
// 清理
glfwDestroyWindow(window);
glfwTerminate();
return 0;
}
```
请注意，上面这个例子只是展示了基本的窗口和上下文创建流程，真正的 OpenGL 绘制还需要编写 GLSL 着色器，设置顶点数据等复杂步骤。
4. Raylib
Raylib 是一个非常适合新手和小型项目的 C 语言图形库。它的设计哲学是“简单、易学、无复杂依赖”。它提供了一套非常友好的 API 来处理图形、输入、音频和窗口管理。
核心特点：
极简 API： Raylib 的 API 设计非常直观，函数名清晰易懂，比如 `InitWindow`, `CloseWindow`, `BeginDrawing`, `EndDrawing`, `DrawRectangle`, `DrawCircle`, `DrawTexture` 等。
集成了大部分功能： 它不仅提供图形绘制（包括形状、纹理、字体、2D摄像机、3D模型等），还内置了输入处理（键盘、鼠标、游戏手柄）、音频播放、文件 I/O 等功能。
无外部依赖： Raylib 通常可以静态链接，这意味着你只需要编译好 Raylib 库本身，然后在你的 C 项目中包含头文件并链接即可，大大简化了项目设置。
多平台支持： 像 SDL 一样，Raylib 也支持 Windows, macOS, Linux, Raspberry Pi, Android, iOS, WebAssembly 等平台。
面向教育和原型开发： 由于其易用性，Raylib 是学习图形编程、快速原型开发（比如制作小游戏、演示工具）的绝佳选择。
举个例子：
```c
include "raylib.h"
int main(void) {
// 初始化窗口和上下文
const int screenWidth = 800;
const int screenHeight = 450;
InitWindow(screenWidth, screenHeight, "Raylib 窗口");
// 设置帧率
SetTargetFPS(60);
// 主游戏循环
while (!WindowShouldClose()) { // 检测到关闭窗口或按下ESC键
// 开始绘制
BeginDrawing();
// 清除屏幕为蓝色背景
ClearBackground(RAYWHITE);
// 绘制一个红色的矩形
DrawRectangle(100, 100, 200, 150, RED);
// 绘制一个圆
DrawCircle(400, 225, 50, BLUE);
// 绘制文本
DrawText("你好，Raylib！", 10, 10, 20, DARKGRAY);
// 结束绘制
EndDrawing();
}
// 关闭窗口
CloseWindow();
return 0;
}
```
这个例子非常简洁，展示了 Raylib 的易用性。你只需要 `InitWindow`，然后在一个循环里 `BeginDrawing`, `Draw...`, `EndDrawing` 就可以实现图形显示了。
5. Windows GDI (图形设备接口)
如果你只关注 Windows 平台，并且不需要复杂的3D渲染或高性能游戏场景，那么 Windows 提供的 GDI 是一个非常直接的 C 语言图形绘制方式。
核心理念： GDI 是 Windows 操作系统提供的一套用于在屏幕和打印机上绘制图形的 API。它允许你在窗口的客户区域（Client Area）绘制线条、矩形、圆、文本、位图等。
C 语言中使用 GDI 的流程：
1. 消息处理和设备上下文 (DC)： 在 Windows 编程中，你通常会创建一个窗口，并为它注册一个消息处理函数 (`WndProc`)。当 Windows 发送 `WM_PAINT` 消息给你的窗口时，就意味着需要重绘窗口内容。
2. 获取设备上下文： 在 `WndProc` 函数处理 `WM_PAINT` 消息时，你需要通过 `BeginPaint` 函数获取一个指向 `PAINTSTRUCT` 结构的指针，这个结构包含了窗口的设备上下文句柄 (HDC)。
3. 绘制操作： 使用 HDC，你可以调用一系列的 GDI 函数来绘制：
`MoveToEx`, `LineTo`：绘制线条。
`Rectangle`, `Ellipse`, `RoundRect`：绘制矩形、椭圆、圆角矩形。
`FillRect`, `Ellipse` (带画刷)：填充形状。
`TextOut`, `DrawText`：绘制文本。
`BitBlt`, `StretchBlt`：复制位图（也称为 Blitting）。
`CreateSolidBrush`, `SelectObject`, `DeleteObject`：创建、选择和删除 GDI 对象（画刷、画笔、字体、位图等）。
4. 结束绘制： 完成所有绘制后，调用 `EndPaint` 来释放设备上下文。
GDI 的特点：
纯粹的 Windows API： 完全是 Windows 的原生功能，不需要引入任何第三方库（除了 Windows SDK）。
适用于 GUI 应用： 主要用于在标准 Windows 应用程序窗口内进行2D图形绘制，如按钮、文本框等界面的渲染。
性能相对较低： GDI 的绘制通常是软件实现的，没有硬件加速。对于大量的、复杂的图形绘制（如3D游戏），GDI 的性能是无法满足要求的。
学习曲线： 对于没有 Windows 编程经验的人来说，理解消息循环、设备上下文和 GDI 对象可能需要一些时间。
举个例子（在窗口的 `WM_PAINT` 处理部分）：
（这是一个简化的代码片段，需要配合完整的 Windows 应用程序框架）
```c
// 在你的 WndProc 函数中处理 WM_PAINT 消息
LRESULT CALLBACK WndProc(HWND hWnd, UINT message, WPARAM wParam, LPARAM lParam) {
PAINTSTRUCT ps;
HDC hdc;
HPEN hPen;
HBRUSH hBrush;
switch (message) {
case WM_PAINT:
hdc = BeginPaint(hWnd, &ps); // 获取设备上下文
// 绘制一个红色的线条
hPen = CreatePen(PS_SOLID, 2, RGB(255, 0, 0)); // 红色, 2像素宽
SelectObject(hdc, hPen); // 选择画笔
MoveToEx(hdc, 10, 10, NULL); // 起始点
LineTo(hdc, 100, 100); // 终点
DeleteObject(hPen); // 删除画笔
// 绘制一个绿色的填充矩形
hBrush = CreateSolidBrush(RGB(0, 255, 0)); // 绿色画刷
SelectObject(hdc, hBrush); // 选择画刷
Rectangle(hdc, 150, 50, 250, 150); // 绘制矩形 (左上x, 左上y, 右下x, 右下y)
DeleteObject(hBrush); // 删除画刷
// 绘制文本
TextOut(hdc, 10, 120, "Hello, GDI!", 11);
EndPaint(hWnd, &ps); // 结束绘制
break;
case WM_DESTROY:
PostQuitMessage(0);
break;
default:
return DefWindowProc(hWnd, message, wParam, lParam);
}
return 0;
}
```
总结一下
在 C 语言领域，如果你需要图形功能，主要有以下几类选择：
SDL： 首推，非常通用、跨平台、功能强大且易于上手，特别适合游戏和多媒体应用。
Allegro： 如果你喜欢它“全家桶”式的游戏开发支持，并且不介意其 API 风格，也是一个不错的选择，尤其 Allegro 5 已经现代化了。
OpenGL (配合 GLFW/SDL)： 当你需要 高性能、高质量的3D渲染 时，这是必然的选择。你需要学习 OpenGL 本身和 GLSL 着色器语言，以及一个窗口和上下文管理库（如 GLFW）。
Raylib： 最适合初学者和快速原型，它在保持极简的同时提供了相当丰富的功能，并且没有烦人的依赖。
Windows GDI： 仅限 Windows 平台，如果你只是在标准 GUI 应用中绘制简单的2D图形，它是一个无需额外依赖的直接选项。
选择哪个库，主要取决于你的项目需求、目标平台、对性能的要求以及你对易用性的偏好。对于大多数 C 语言的图形项目来说，SDL 和 Raylib 是最容易上手且能快速出成果的。如果你想进入3D渲染的领域，那么学习 OpenGL 是必经之路。
要说 C 语言的图形库，得先明白一个概念：C 本身是个非常底层的语言，它不提供内置的图形界面和图形绘制功能。所以，所有的图形库都是在 C 的基础上，通过调用操作系统提供的 API，或者直接操作显卡相关的底层接口来实现的。这就意味着，不同的操作系统，或者不同的图形后端，可能会需要不同的库。
咱们就从几个比较有代表性的，并且在 C 语言圈子里比较有分量的库来说道说道。
1. SDL (Simple DirectMedia Layer)
这绝对是 C 语言图形和多媒体编程的首选，没有之一。 SDL 名字就说明了它的目标：简单、直接的媒体层。它设计的初衷就是为了提供一个跨平台的、可以在各种操作系统上工作的图形和声音接口，尤其是给那些游戏开发者和多媒体应用开发者用的。
核心理念： SDL 并不直接绘制像素点，而是提供了一套抽象的接口，让你能够：
创建窗口和渲染上下文： 你可以指定窗口的大小、标题，然后 SDL 会帮你搞定和操作系统窗口系统的交互，创建一块可以让你画画的画布（渲染上下文）。
像素级别的绘制： SDL 提供了 `SDL_Surface` 对象，你可以直接操作这个表面的像素数据，比如用 `SDL_LockSurface` 和 `SDL_UnlockSurface` 来锁定和解锁，然后直接修改 `surface>pixels` 指针指向的内存，往里面填颜色数据。这就像你在操作一张内存里的位图。
硬件加速渲染： 更进一步，SDL2 还引入了 `SDL_Renderer` 和 `SDL_Texture` 的概念。`SDL_Renderer` 是一个抽象的渲染器，它可以后端支持 OpenGL、Direct3D、Vulkan 等现代图形 API。你通过 `SDL_Renderer` 提交绘制指令，它会利用硬件加速来高效地渲染。`SDL_Texture` 就是你上传到显卡上的图片，你可以把它缩放、旋转，然后绘制到屏幕上。这种方式比直接操作 `SDL_Surface` 要高效得多，尤其是在处理复杂图形和动画时。
事件处理： 键盘、鼠标、触摸屏、窗口关闭等等这些用户输入和系统事件，SDL 都帮你封装好了，你只需要循环地去 `SDL_PollEvent` 获取事件，然后根据事件类型来处理。
音频、输入设备、定时器等： 除了图形，SDL 还提供了对音频播放、游戏手柄、键盘鼠标等输入设备的支持，以及用于控制动画帧率的定时器功能。
为什么说它“简单”？
API 设计： SDL 的 API 相对来说比较直观，很多函数名都容易理解，比如 `SDL_Init` 初始化，`SDL_CreateWindow` 创建窗口，`SDL_CreateRenderer` 创建渲染器，`SDL_RenderCopy` 复制纹理等。
跨平台： 这点是 SDL 的核心优势。你写好的 SDL 代码，在 Windows、macOS、Linux、Android、iOS 甚至一些嵌入式系统上都能编译运行，你只需要根据不同的平台进行相应的编译和链接。
依赖少： SDL 本身编译的依赖比较少，而且它有自己的内部实现，不需要你再去配置一大堆 OpenGL、X11 等的依赖（当然，如果你要用硬件加速，底层还是需要系统提供相应的图形驱动和 API 支持）。
它的应用场景：
独立游戏开发： 很多独立游戏，特别是那些2D游戏，都选择 SDL 作为其图形和输入处理的核心库。
多媒体应用： 播放器、演示软件等。
嵌入式系统： 一些需要图形界面的嵌入式设备也会使用 SDL 来简化开发。
教育和学习： 由于其相对简单的接口和良好的跨平台性，SDL 是学习图形编程的一个非常好的入门库。
举个例子（简化）：
```c
include
int main(int argc, char argv[]) {
// 初始化 SDL
if (SDL_Init(SDL_INIT_VIDEO) < 0) {
// 处理错误
return 1;
}
// 创建窗口
SDL_Window window = SDL_CreateWindow("我的第一个 SDL 窗口",
SDL_WINDOWPOS_UNDEFINED,
SDL_WINDOWPOS_UNDEFINED,
640, 480,
SDL_WINDOW_SHOWN);
if (!window) {
// 处理错误
SDL_Quit();
return 1;
}
// 创建渲染器（硬件加速）
SDL_Renderer renderer = SDL_CreateRenderer(window, 1, SDL_RENDERER_ACCELERATED);
if (!renderer) {
// 处理错误
SDL_DestroyWindow(window);
SDL_Quit();
return 1;
}
// 设置渲染背景色为蓝色
SDL_SetRenderDrawColor(renderer, 0, 0, 255, 255); // R, G, B, A
SDL_RenderClear(renderer); // 清除屏幕，用当前绘制颜色填充
// 设置要绘制的矩形颜色为红色
SDL_SetRenderDrawColor(renderer, 255, 0, 0, 255);
SDL_Rect fillRect = { 50, 50, 100, 100 }; // x, y, width, height
SDL_RenderFillRect(renderer, &fillRect); // 绘制一个填充的矩形
// 更新屏幕显示
SDL_RenderPresent(renderer);
// 事件循环（等待用户关闭窗口）
SDL_Event event;
int running = 1;
while (running) {
while (SDL_PollEvent(&event)) {
if (event.type == SDL_QUIT) {
running = 0;
}
}
}
// 清理资源
SDL_DestroyRenderer(renderer);
SDL_DestroyWindow(window);
SDL_Quit();
return 0;
}
```
2. Allegro
Allegro 曾经也是非常流行的一个游戏编程库，尤其是在 DOS 和早期 Windows 时代。它提供了比 SDL 更全面的游戏开发支持，包括图形、声音、输入、文件 I/O 等等。
核心特点：
一体化： Allegro 更像是一个“游戏开发工具包”，它包含了图形绘制（支持各种图形模式和颜色深度）、声音播放（支持多种声音格式和 MIDI）、键盘鼠标输入、定时器、文件操作等。
API 的风格： Allegro 的 API 设计相对比较“旧式”，很多函数都带有 `allegro_` 前缀，比如 `allegro_init`, `install_keyboard`, `set_gfx_mode` 等。它的图形绘制函数更直接，比如 `line()`, `circle()`, `rectfill()` 等等，直接在当前绘制的图形缓冲区上操作。
图形模式： Allegro 擅长处理各种不同的图形模式，比如 320x200 256色，640x480 16位色等等。它提供了一套灵活的图形模式切换机制。
跨平台能力： 新版本的 Allegro (Allegro 5) 已经做得相当不错，支持 Windows, Linux, macOS, iOS, Android 等主流平台，并且 API 设计也更现代化了，更接近 SDL 的概念。但旧版本的 Allegro 可能对现代操作系统的支持就没那么好了。
与 SDL 的对比：
功能全面性： Allegro 在游戏开发所需的各种基础功能上可能比 SDL 更全面一些，比如它内置了对字体渲染、数据打包（方便管理游戏资源）等支持。
API 风格： SDL 的 API 更符合现代 C 语言编程的习惯，更模块化，更易于与其他库集成。Allegro 的 API 更紧凑，早期版本可能在某些方面显得不够灵活。
社区和发展： 近年来，SDL 的社区活跃度和发展势头比 Allegro 更强劲。Allegro 5 确实是一个不错的选择，但如果你找资料或者代码示例，SDL 的资源会更多。
举个例子（Allegro 5 的一个简化概念）：
（请注意，Allegro 5 的 API 和旧版本有很大不同，这里仅为示意，具体请查阅 Allegro 5 文档）
```c
include
include
int main(int argc, char argv) {
ALLEGRO_DISPLAY display = NULL;
if (!al_init()) {
// 处理错误
return 1;
}
// 设置图形模式（例如，创建一个 640x480 的窗口）
display = al_create_display(640, 480);
if (!display) {
// 处理错误
return 1;
}
// 初始化图元绘制插件
al_init_primitives_addon();
// 设置背景色为蓝色
al_clear_to_color(al_map_rgb(0, 0, 255)); // R, G, B
// 设置绘制颜色为红色
al_draw_filled_rectangle(50, 50, 150, 150, al_map_rgb(255, 0, 0)); // x1, y1, x2, y2, color
// 更新屏幕
al_flip_display();
// 事件处理（等待关闭）
ALLEGRO_EVENT_QUEUE event_queue = al_create_event_queue();
al_register_event_source(event_queue, al_get_display_event_source(display));
ALLEGRO_EVENT ev;
bool running = true;
while(running) {
al_wait_for_event(event_queue, &ev);
if (ev.type == ALLEGRO_EVENT_DISPLAY_CLOSE) {
running = false;
}
}
// 清理
al_destroy_display(display);
al_destroy_event_queue(event_queue);
al_shutdown_primitives_addon();
return 0;
}
```
3. OpenGL (通过 C 接口)
虽然 OpenGL 本身是一个图形渲染 API 规范，而不是一个 C 语言库，但它有非常标准的 C 语言函数接口。而且，绝大多数情况下，当我们在 C 语言里谈论“高性能图形绘制”时，OpenGL 是绕不开的话题。
核心理念： OpenGL 是一个命令式的、面向状态机的图形渲染 API。它主要负责将三维模型数据（顶点、纹理、颜色等）经过一系列的数学变换和光栅化处理，最终渲染到屏幕上。它本身不负责窗口创建、事件处理等操作系统层面的事情。
C 语言中使用 OpenGL 的流程：
1. 创建窗口和 OpenGL 上下文： 这是第一步，你需要一个窗口，并且需要在这个窗口上创建一个 OpenGL 上下文。这个过程非常依赖于操作系统。
Windows： 使用 Windows API (`CreateWindow`, `ChoosePixelFormat`, `SetPixelFormat`, `wglCreateContext`, `wglMakeCurrent` 等)。
Linux/Unix： 通常使用 X Window System 的 Xlib (`XCreateWindow`, `glXChooseVisual`, `glXCreateContext`, `glXMakeCurrent` 等)。
macOS： 使用 Cocoa 和 Core Graphics/OpenGL Framework。
跨平台封装库： 正因为这个上下文创建和管理非常麻烦，所以像 SDL、GLFW、GLUT (OpenGL Utility Toolkit) 这样的库就应运而生，它们帮你屏蔽了这些底层的操作系统差异。你使用 SDL 创建窗口和渲染器后，就可以通过 SDL 的函数获取一个可以用于 OpenGL 的上下文句柄，然后就可以调用 OpenGL 函数了。
2. OpenGL 函数调用： 一旦有了有效的 OpenGL 上下文，你就可以开始调用 OpenGL 函数了。这些函数名字都以 `gl` 开头，比如：
`glGenBuffers`, `glBindBuffer`, `glBufferData`：用于创建和管理 VBO (Vertex Buffer Objects) 来高效地上传顶点数据到显卡。
`glEnableVertexAttribArray`, `glVertexAttribPointer`：用于指定如何解释顶点数据。
`glCreateShader`, `glShaderSource`, `glCompileShader`, `glCreateProgram`, `glAttachShader`, `glLinkProgram`, `glUseProgram`：用于编写和使用着色器（Shader），这是现代 OpenGL 的核心。着色器是用另一种叫做 GLSL (OpenGL Shading Language) 的语言写的。
`glDrawArrays`, `glDrawElements`：用于发出绘制命令。
`glViewport`, `glClearColor`, `glClear`：设置视口和清除屏幕。
`glMatrixMode`, `glLoadIdentity`, `glTranslatef`, `glRotatef`, `glScalef` (旧式固定管线) 或通过 Uniform 变量上传矩阵 (现代 OpenGL)。
3. 着色器 (GLSL)： 现代 OpenGL 完全依赖于可编程管线，也就是着色器。你需要用 GLSL 编写顶点着色器（处理顶点变换）和片段着色器（处理像素颜色），然后将它们编译并链接到 OpenGL 程序中。
C 语言中使用 OpenGL 的优势：
性能： OpenGL 是业界标准的高性能图形渲染 API，可以充分利用 GPU 的计算能力，实现复杂的3D图形和视觉效果。
功能强大： 提供对3D图形的全面控制，包括模型变换、纹理映射、光照、着色、混合、深度测试等等。
跨平台（通过封装）： 虽然 OpenGL 本身是跨平台的，但创建上下文和窗口的部分需要依赖于其他库。
广泛的应用： 游戏引擎、CAD 软件、科学可视化、图形设计工具等都广泛使用 OpenGL。
C 语言中与 OpenGL 结合的库：
GLFW： 一个非常流行的用于创建 OpenGL 上下文和窗口的库，它的 API 设计非常简洁，并且专注于 OpenGL。
GLUT： 比较老的一个库，功能比较基础，主要用于创建窗口和处理简单的交互。
SDL： 如前所述，SDL 也可以创建 OpenGL 上下文，让你在 SDL 的框架内使用 OpenGL。
举个例子（使用 GLFW 和 OpenGL 的极简概念）：
```c
include
include
int main(void) {
GLFWwindow window;
// 初始化 GLFW
if (!glfwInit()) {
// 处理错误
return 1;
}
// 设置 OpenGL 版本（例如，使用核心模式 3.3）
glfwWindowHint(GLFW_CONTEXT_VERSION_MAJOR, 3);
glfwWindowHint(GLFW_CONTEXT_VERSION_MINOR, 3);
glfwWindowHint(GLFW_OPENGL_PROFILE, GLFW_OPENGL_CORE_PROFILE);
// 创建窗口
window = glfwCreateWindow(640, 480, "OpenGL Window", NULL, NULL);
if (!window) {
// 处理错误
glfwTerminate();
return 1;
}
// 将窗口的 OpenGL 上下文设置为当前上下文
glfwMakeContextCurrent(window);
// 初始化 GLEW (确保能访问所有 OpenGL 函数)
if (glewInit() != GLEW_OK) {
// 处理错误
glfwDestroyWindow(window);
glfwTerminate();
return 1;
}
// OpenGL 渲染代码 (非常简化)
while (!glfwWindowShouldClose(window)) {
// 设置清除颜色 (蓝色)
glClearColor(0.2f, 0.3f, 0.3f, 1.0f);
// 清除颜色和深度缓冲
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
// 在这里添加你的 OpenGL 绘制指令，比如绑定着色器程序、设置顶点数据、绘制等
// 交换缓冲
glfwSwapBuffers(window);
// 检查并调用 glfwSetKeyCallback设置的回调函数（例如ESC退出）
glfwPollEvents();
}
// 清理
glfwDestroyWindow(window);
glfwTerminate();
return 0;
}
```
请注意，上面这个例子只是展示了基本的窗口和上下文创建流程，真正的 OpenGL 绘制还需要编写 GLSL 着色器，设置顶点数据等复杂步骤。
4. Raylib
Raylib 是一个非常适合新手和小型项目的 C 语言图形库。它的设计哲学是“简单、易学、无复杂依赖”。它提供了一套非常友好的 API 来处理图形、输入、音频和窗口管理。
核心特点：
极简 API： Raylib 的 API 设计非常直观，函数名清晰易懂，比如 `InitWindow`, `CloseWindow`, `BeginDrawing`, `EndDrawing`, `DrawRectangle`, `DrawCircle`, `DrawTexture` 等。
集成了大部分功能： 它不仅提供图形绘制（包括形状、纹理、字体、2D摄像机、3D模型等），还内置了输入处理（键盘、鼠标、游戏手柄）、音频播放、文件 I/O 等功能。
无外部依赖： Raylib 通常可以静态链接，这意味着你只需要编译好 Raylib 库本身，然后在你的 C 项目中包含头文件并链接即可，大大简化了项目设置。
多平台支持： 像 SDL 一样，Raylib 也支持 Windows, macOS, Linux, Raspberry Pi, Android, iOS, WebAssembly 等平台。
面向教育和原型开发： 由于其易用性，Raylib 是学习图形编程、快速原型开发（比如制作小游戏、演示工具）的绝佳选择。
举个例子：
```c
include "raylib.h"
int main(void) {
// 初始化窗口和上下文
const int screenWidth = 800;
const int screenHeight = 450;
InitWindow(screenWidth, screenHeight, "Raylib 窗口");
// 设置帧率
SetTargetFPS(60);
// 主游戏循环
while (!WindowShouldClose()) { // 检测到关闭窗口或按下ESC键
// 开始绘制
BeginDrawing();
// 清除屏幕为蓝色背景
ClearBackground(RAYWHITE);
// 绘制一个红色的矩形
DrawRectangle(100, 100, 200, 150, RED);
// 绘制一个圆
DrawCircle(400, 225, 50, BLUE);
// 绘制文本
DrawText("你好，Raylib！", 10, 10, 20, DARKGRAY);
// 结束绘制
EndDrawing();
}
// 关闭窗口
CloseWindow();
return 0;
}
```
这个例子非常简洁，展示了 Raylib 的易用性。你只需要 `InitWindow`，然后在一个循环里 `BeginDrawing`, `Draw...`, `EndDrawing` 就可以实现图形显示了。
5. Windows GDI (图形设备接口)
如果你只关注 Windows 平台，并且不需要复杂的3D渲染或高性能游戏场景，那么 Windows 提供的 GDI 是一个非常直接的 C 语言图形绘制方式。
核心理念： GDI 是 Windows 操作系统提供的一套用于在屏幕和打印机上绘制图形的 API。它允许你在窗口的客户区域（Client Area）绘制线条、矩形、圆、文本、位图等。
C 语言中使用 GDI 的流程：
1. 消息处理和设备上下文 (DC)： 在 Windows 编程中，你通常会创建一个窗口，并为它注册一个消息处理函数 (`WndProc`)。当 Windows 发送 `WM_PAINT` 消息给你的窗口时，就意味着需要重绘窗口内容。
2. 获取设备上下文： 在 `WndProc` 函数处理 `WM_PAINT` 消息时，你需要通过 `BeginPaint` 函数获取一个指向 `PAINTSTRUCT` 结构的指针，这个结构包含了窗口的设备上下文句柄 (HDC)。
3. 绘制操作： 使用 HDC，你可以调用一系列的 GDI 函数来绘制：
`MoveToEx`, `LineTo`：绘制线条。
`Rectangle`, `Ellipse`, `RoundRect`：绘制矩形、椭圆、圆角矩形。
`FillRect`, `Ellipse` (带画刷)：填充形状。
`TextOut`, `DrawText`：绘制文本。
`BitBlt`, `StretchBlt`：复制位图（也称为 Blitting）。
`CreateSolidBrush`, `SelectObject`, `DeleteObject`：创建、选择和删除 GDI 对象（画刷、画笔、字体、位图等）。
4. 结束绘制： 完成所有绘制后，调用 `EndPaint` 来释放设备上下文。
GDI 的特点：
纯粹的 Windows API： 完全是 Windows 的原生功能，不需要引入任何第三方库（除了 Windows SDK）。
适用于 GUI 应用： 主要用于在标准 Windows 应用程序窗口内进行2D图形绘制，如按钮、文本框等界面的渲染。
性能相对较低： GDI 的绘制通常是软件实现的，没有硬件加速。对于大量的、复杂的图形绘制（如3D游戏），GDI 的性能是无法满足要求的。
学习曲线： 对于没有 Windows 编程经验的人来说，理解消息循环、设备上下文和 GDI 对象可能需要一些时间。
举个例子（在窗口的 `WM_PAINT` 处理部分）：
（这是一个简化的代码片段，需要配合完整的 Windows 应用程序框架）
```c
// 在你的 WndProc 函数中处理 WM_PAINT 消息
LRESULT CALLBACK WndProc(HWND hWnd, UINT message, WPARAM wParam, LPARAM lParam) {
PAINTSTRUCT ps;
HDC hdc;
HPEN hPen;
HBRUSH hBrush;
switch (message) {
case WM_PAINT:
hdc = BeginPaint(hWnd, &ps); // 获取设备上下文
// 绘制一个红色的线条
hPen = CreatePen(PS_SOLID, 2, RGB(255, 0, 0)); // 红色, 2像素宽
SelectObject(hdc, hPen); // 选择画笔
MoveToEx(hdc, 10, 10, NULL); // 起始点
LineTo(hdc, 100, 100); // 终点
DeleteObject(hPen); // 删除画笔
// 绘制一个绿色的填充矩形
hBrush = CreateSolidBrush(RGB(0, 255, 0)); // 绿色画刷
SelectObject(hdc, hBrush); // 选择画刷
Rectangle(hdc, 150, 50, 250, 150); // 绘制矩形 (左上x, 左上y, 右下x, 右下y)
DeleteObject(hBrush); // 删除画刷
// 绘制文本
TextOut(hdc, 10, 120, "Hello, GDI!", 11);
EndPaint(hWnd, &ps); // 结束绘制
break;
case WM_DESTROY:
PostQuitMessage(0);
break;
default:
return DefWindowProc(hWnd, message, wParam, lParam);
}
return 0;
}
```
总结一下
在 C 语言领域，如果你需要图形功能，主要有以下几类选择：
SDL： 首推，非常通用、跨平台、功能强大且易于上手，特别适合游戏和多媒体应用。
Allegro： 如果你喜欢它“全家桶”式的游戏开发支持，并且不介意其 API 风格，也是一个不错的选择，尤其 Allegro 5 已经现代化了。
OpenGL (配合 GLFW/SDL)： 当你需要 高性能、高质量的3D渲染 时，这是必然的选择。你需要学习 OpenGL 本身和 GLSL 着色器语言，以及一个窗口和上下文管理库（如 GLFW）。
Raylib： 最适合初学者和快速原型，它在保持极简的同时提供了相当丰富的功能，并且没有烦人的依赖。
Windows GDI： 仅限 Windows 平台，如果你只是在标准 GUI 应用中绘制简单的2D图形，它是一个无需额外依赖的直接选项。
选择哪个库，主要取决于你的项目需求、目标平台、对性能的要求以及你对易用性的偏好。对于大多数 C 语言的图形项目来说，SDL 和 Raylib 是最容易上手且能快速出成果的。如果你想进入3D渲染的领域，那么学习 OpenGL 是必经之路。
网友意见
计算机图形栈还是一个诸候争霸的领域。远远没有大一统。
万物归结于VGA(DAC)、HDMI(SerDes)和DisplayPort(SerDes)。称之为Display Controller。
万物归结于DirectX12Ultimate，vulkan，Metal。称之为Render。
万物归结于H.264和H.265。用verilog实现，称之为video encode and decode engine。
万物归结于运算单元堆。称之为GPGPU、Compute Shader、OpenCL。
万物归结于运算单元堆，模拟物理规则，称之为PhysX、havok、BulletPhysic。
万物归结于intersection。称之为RayTrace Core。
万物归结于Tensorflow。称之为Tensor Core。
处理器连接总线，总线连接显卡，显卡中一切Render、video、运算单元堆、RayTrace core、Tensor core生成的最终画面写入framebuffer，framebuffer连接Display Controller，再连接显示器。
二维和三维的差别，只剩下需要还是不需要乘以projection matrix。
千变万变，曲面细分，光栅化，纹理不变。framebuffer万年。
很久很久以前, 久以前, 久以前.
只有一个graphics.h可用
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