问题

有没有什么程序库使得我们可以比较方便的在windows下使用比较新版本的opengl的?

回答
在 Windows 平台上,要方便地使用较新版本的 OpenGL,主要取决于以下几个方面:

1. 显卡驱动: 这是最核心的因素。OpenGL 的新特性是由显卡驱动提供的。
2. 窗口系统集成: OpenGL 本身只是一个图形渲染 API,它需要与操作系统提供的窗口系统(如 Windows 的 WNDCLASS/WNDPROC)进行集成,以创建和管理渲染上下文。
3. OpenGL 加载器: 早期版本的 OpenGL API 是通过 `opengl32.dll` 加载的。但对于较新版本的 OpenGL(如 3.0 及以上),其函数指针需要通过特定的扩展加载库来获取。

基于以上几点,我们可以考虑以下几种方案以及相关的程序库:

1. 最直接的方式:利用 Windows 原生 API 和显卡驱动

原理:
这是最基本也是最底层的实现方式。现代 Windows 操作系统和显卡驱动本身就支持较新版本的 OpenGL。你只需要正确地创建 OpenGL 上下文并加载新版本的函数即可。

步骤:

创建窗口: 使用 Windows API (Win32 API) 创建一个窗口。这涉及 `CreateWindowEx`、`RegisterClassEx` 等函数。
选择像素格式 (Pixel Format): 使用 `ChoosePixelFormat` 和 `SetPixelFormat` 函数来选择一个支持 OpenGL 渲染的像素格式。这里你需要指定想要的 OpenGL 版本(例如,通过 `PIXELFORMATDESCRIPTOR` 中的 `dwOpenGLVersion`,虽然这个字段在较旧的结构中,但概念上是这样)。
创建 OpenGL 渲染上下文 (Rendering Context): 使用 `wglCreateContext` 创建一个标准上下文,然后使用 `wglMakeCurrent` 将其绑定到你的设备上下文。
获取新版本函数指针:
OpenGL 3.0+ 的核心问题: 从 OpenGL 3.0 开始,许多旧的函数被移除,取而代之的是一套新的、更现代化的函数。这些函数不再直接导出到 `opengl32.dll`。你需要使用 OpenGL 加载器 来获取这些函数的地址。
推荐的加载器:GLEW (OpenGL Extension Wrangler Library):GLEW 是一个非常流行的、跨平台的 C/C++ 扩展加载库。它能够检测你的显卡驱动支持哪些 OpenGL 版本和扩展,并加载相应的函数指针。
使用方法: 在你的程序初始化时调用 `glewInit()` 函数。成功后,你就可以直接使用 `glGenVertexArrays`, `glBindVertexArray` 等 OpenGL 3.x/4.x 的函数了。
其他加载器:GLAD (GL Advanced Loader):GLAD 是另一个非常优秀且现代化的 OpenGL 加载器,它以生成式加载器的方式工作,更加轻量级且自定义性更强。你可以根据你需要的 OpenGL 版本和扩展来生成对应的 C/C++ 头文件和源文件,然后集成到你的项目中。
使用方法: 在 GLAD 的网站上选择你需要的 OpenGL 版本和 profile (core or compatibility) 来生成代码,然后编译并包含到你的项目中。在初始化时调用 `gladLoadGLLoader` (传入 `wglGetProcAddress`)。

优点:

最直接,性能好: 没有额外的抽象层,直接与系统和驱动交互。
最灵活: 可以精确控制 OpenGL 版本和功能。
GLEW/GLAD 是行业标准: 广泛用于各种 OpenGL 项目。

缺点:

代码量相对较多: 需要手动处理窗口创建、像素格式选择和上下文管理。
初学者门槛稍高: 需要理解 Win32 API 和 OpenGL 上下文的概念。

推荐程序库/工具:

GLEW: [http://glew.sourceforge.net/](http://glew.sourceforge.net/)
GLAD: [https://github.com/Dav1dde/glad](https://github.com/Dav1dde/glad)

2. 使用现代 OpenGL 窗口管理库(推荐)

为了简化窗口创建、上下文管理和加载器集成,许多开发者倾向于使用专门的库。这些库通常包装了底层的 Win32 API 调用,并集成了解加载器。

a) GLFW (Graphics Library Framework)

原理:
GLFW 是一个非常流行且跨平台的库,专门用于创建 OpenGL 上下文、管理窗口、输入(键盘、鼠标、游戏手柄)以及一些 OpenGL 的辅助功能。它会自动处理 OpenGL 加载器的集成。

使用方法:

1. 下载和集成: 你可以下载预编译的 GLFW 库,或者从源代码编译。然后将其包含到你的 C/C++ 项目中。
2. 初始化 GLFW:
```c++
include

// ...

if (!glfwInit()) {
// 初始化失败处理
return 1;
}
```
3. 配置 OpenGL 版本和 Profile: 在创建窗口之前,使用 `glfwWindowHint` 来指定你想要的 OpenGL 版本和 profile(核心模式 Core Profile 或兼容模式 Compatibility Profile)。
```c++
// 请求 OpenGL 4.5 的核心模式
glfwWindowHint(GLFW_CONTEXT_VERSION_MAJOR, 4);
glfwWindowHint(GLFW_CONTEXT_VERSION_MINOR, 5);
glfwWindowHint(GLFW_OPENGL_PROFILE, GLFW_OPENGL_CORE_PROFILE);
```
Core Profile: 只允许使用 OpenGL 3.0+ 的现代特性,移除了很多过时的函数。这是现代 OpenGL 开发推荐的方式。
Compatibility Profile: 包含所有版本的 OpenGL 函数,包括旧的废弃函数,适合需要兼容旧代码的情况。
4. 创建窗口和 OpenGL 上下文:
```c++
GLFWwindow window = glfwCreateWindow(800, 600, "OpenGL Window", NULL, NULL);
if (!window) {
// 创建窗口失败处理
glfwTerminate();
return 1;
}
// 使当前线程的 OpenGL 上下文成为窗口的上下文
glfwMakeContextCurrent(window);
```
5. 初始化 OpenGL 加载器(可选但推荐): 虽然 GLFW 本身不直接提供 OpenGL 函数,但它使得获取 `wglGetProcAddress` 变得容易。你可以结合 GLEW 或 GLAD 来初始化。
```c++
// 如果使用 GLEW
include // 确保先包含 GLAD/GLEW 的头文件
if (glewInit() != GLEW_OK) {
// GLEW 初始化失败
return 1;
}
// 如果使用 GLAD
// include // 假设你已经集成了 GLAD
// if (!gladLoadGLLoader((GLAD_GLULoader)glfwGetProcAddress)) {
// // GLAD 初始化失败
// return 1;
// }
```
6. 渲染循环:
```c++
while (!glfwWindowShouldClose(window)) {
// 渲染代码
// ...

glfwSwapBuffers(window); // 交换缓冲区
glfwPollEvents(); // 处理事件
}
```
7. 清理:
```c++
glfwDestroyWindow(window);
glfwTerminate();
```

优点:

跨平台: 不仅限于 Windows,也可以在 Linux 和 macOS 上使用。
简化窗口和上下文管理: 比直接使用 Win32 API 简单得多。
内置输入处理: 方便获取键盘、鼠标事件。
易于集成: 是许多图形开发教程和框架的首选。

缺点:

增加一个依赖项: 需要管理 GLFW 库。

推荐程序库:

GLFW: [https://www.glfw.org/](https://www.glfw.org/)

b) SDL (Simple DirectMedia Layer)

原理:
SDL 是一个更广泛的跨平台多媒体开发库,它也提供了创建窗口、管理 OpenGL 上下文的功能。SDL 在图形渲染方面通常提供更底层的抽象(如软件渲染或硬件加速的纹理),但也可以方便地创建和管理 OpenGL 上下文。

使用方法:

1. 初始化 SDL:
```c++
include
include // 包含 OpenGL 相关的 SDL 头文件

// ...

if (SDL_Init(SDL_INIT_VIDEO) < 0) {
// 初始化失败
return 1;
}
```
2. 配置 OpenGL 版本: 使用 `SDL_GL_SetAttribute` 来设置 OpenGL 的版本和 Profile。
```c++
SDL_GL_SetAttribute(SDL_GL_CONTEXT_MAJOR_VERSION, 4);
SDL_GL_SetAttribute(SDL_GL_CONTEXT_MINOR_VERSION, 5);
SDL_GL_SetAttribute(SDL_GL_CONTEXT_PROFILE_MASK, SDL_GL_CONTEXT_PROFILE_CORE);
```
3. 创建窗口并设置 OpenGL 上下文标志:
```c++
SDL_Window window = SDL_CreateWindow(
"SDL OpenGL Window",
SDL_WINDOWPOS_CENTERED, SDL_WINDOWPOS_CENTERED,
800, 600,
SDL_WINDOW_OPENGL | SDL_WINDOW_SHOWN
);
if (!window) {
// 创建窗口失败
SDL_Quit();
return 1;
}
```
4. 创建 OpenGL 上下文:
```c++
SDL_GLContext glContext = SDL_GL_CreateContext(window);
if (!glContext) {
// 创建上下文失败
SDL_DestroyWindow(window);
SDL_Quit();
return 1;
}
```
5. 初始化 OpenGL 加载器(可选): 与 GLFW 类似,你需要自己集成 GLEW 或 GLAD 来加载 OpenGL 3.0+ 的函数。
```c++
// 如果使用 GLEW
include
if (glewInit() != GLEW_OK) {
// GLEW 初始化失败
return 1;
}
```
6. 渲染循环和清理: 与 GLFW 类似,但使用 `SDL_GL_SwapWindow(window)` 进行缓冲区交换,使用 `SDL_PollEvent` 处理事件,最后用 `SDL_GL_DeleteContext` 和 `SDL_Quit` 清理。

优点:

跨平台: 支持多种操作系统。
功能全面: 不仅限于 OpenGL,还包括音频、输入、图像加载等。
成熟稳定: 被广泛用于游戏开发。

缺点:

相对 GLFW 来说更重量级: 如果你只需要 OpenGL 上下文和窗口管理,SDL 可能显得有些“过度设计”。
集成加载器仍然需要手动完成。

推荐程序库:

SDL: [https://www.libsdl.org/](https://www.libsdl.org/)

3. 使用更高级的图形抽象库(不直接暴露 OpenGL 函数)

如果你想更高级别地使用图形渲染,并且不那么关心直接调用 OpenGL 函数,可以考虑使用这些库。它们通常会抽象出自己的渲染 API,并在底层利用 OpenGL(或其他图形 API 如 Vulkan, DirectX)来实现。

a) SFML (Simple and Fast Multimedia Library)

原理:
SFML 专注于提供一个简单易用的多媒体 API,包括窗口、图形、音频、输入和网络。它也支持 OpenGL 的集成,允许你创建 OpenGL 窗口并在其中绘制。

使用方法:
SFML 的 `sf::RenderWindow` 可以在创建时配置为使用 OpenGL。你可以直接调用 `glClear`、`glGenBuffers` 等 OpenGL 函数。

优点:

易于上手: 提供面向对象的接口,对初学者友好。
功能全面: 集成了图形、音频、输入等。
跨平台。

缺点:

抽象层: 如果你追求极致的 OpenGL 控制,SFML 的抽象层可能会有所限制。
集成 OpenGL 加载器仍然需要手动完成。

推荐程序库:

SFML: [https://www.sfmldev.org/](https://www.sfmldev.org/)

b) Dear ImGui (Immediate Mode Graphical User Interface)

原理:
Dear ImGui 是一个流行的 C++ 库,用于创建快速迭代的即时模式 GUI。虽然它主要用于 UI,但它的后端实现通常会使用 OpenGL(或 Vulkan, DirectX 等)来渲染 UI 元素。你可以将 ImGui 与你自己的 OpenGL 渲染环境结合使用,或者利用 ImGui 的渲染能力来绘制你自己的东西。

使用方法:
你需要为 Dear ImGui 提供一个 OpenGL 上下文,并集成一个 OpenGL 的加载器(如 GLAD)。

优点:

强大的 UI 功能: 非常适合开发工具、调试界面等。
与 OpenGL 良好集成: 可以方便地在 OpenGL 应用中使用。
跨平台。

缺点:

不是一个通用的图形渲染库: 它的核心是 UI。
需要自己处理 OpenGL 上下文和加载器。

推荐程序库:

Dear ImGui: [https://github.com/ocornut/imgui](https://github.com/ocornut/imgui)

如何选择?

如果你想深入学习现代 OpenGL,并对底层细节感兴趣:
从 原生 Win32 API + GLEW/GLAD 开始,虽然代码量稍多,但能让你完全理解 OpenGL 上下文是如何工作的。
如果你希望快速开始,并且追求跨平台性,同时又想便捷地管理窗口和输入:
GLFW 是你的首选。它提供了最好的平衡,是大多数 OpenGL 项目的基石。
如果你需要一个更全面的多媒体库,并且不介意它比 GLFW 更重一些:
SDL 是一个不错的选择。
如果你主要关注创建 UI,并且需要与 OpenGL 集成:
Dear ImGui 是非常合适的。

总结:
在 Windows 下方便地使用较新版本的 OpenGL,最推荐的方式是使用 GLFW 库 来管理窗口和 OpenGL 上下文,并结合 GLEW 或 GLAD 来加载 OpenGL 3.0+ 的函数。

例如,一个典型的现代 OpenGL 项目结构会是:

1. 包含 GLFW 和 GLEW/GLAD 的头文件。
2. 在 `main` 函数中:
初始化 GLFW (`glfwInit()`)。
配置 GLFW 的窗口提示,指定 OpenGL 版本和 Profile (`glfwWindowHint()`)。
创建 GLFW 窗口 (`glfwCreateWindow()`)。
将创建的窗口设为当前 OpenGL 上下文 (`glfwMakeContextCurrent()`)。
初始化 GLEW/GLAD (`glewInit()` 或 `gladLoadGLLoader()`)。
进行 OpenGL 相关的初始化(创建 VAO, VBO, Shaders 等)。
进入主渲染循环,处理事件、渲染场景、交换缓冲区。
清理资源 (`glfwDestroyWindow()`, `glfwTerminate()`)。

通过这种组合,你可以非常方便地在 Windows 上利用最新的 OpenGL 功能进行开发。

网友意见

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因为微软在2003年退出了OpenGL架构审阅委员会,所以Windows SDK里面那个古董头文件就停留在了1.1版,如果你想用新版本的API就得另起炉灶。理论上,不用库的办法是去

OpenGL® Registry

下载头文件,然后声明一大堆函数指针,在运行的时候再GetProcAddress。当然这么枯燥的工作会有人写glew之类的库出来自动化(

OpenGL Loading Library

)。对于一般的OpenGL程序员来说,这些库就相当于SDK。

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