OpenGL学习笔记（三）

本篇主要讲述关于glad库的使用、mac上如何使用OpenGL 3.3 Core模式，以及shader原理。

1. glad

由于OpenGL只是一套规范，具体的实现因显卡驱动和操作系统而异，比如在MacOS或Windows上，某些复杂点的OpenGL API函数指针并不一致。

为了在运行时在不同操作系统上找到对应的函数指针，glad库帮我们封装了这些操作，屏蔽了平台对的差异性。

我们可以通过这个glad在线生成器来获得对应的代码，按下图的选择，点击generate即可。

然后会获得一个glad压缩包，解压后有include和src代码，放到工程目录下，更新CMake file。

cmake_minimum_required(VERSION 3.0.0)
project(learn_opengl VERSION 0.1.0)

find_package(glfw3 3.3 REQUIRED)
include_directories(third_party/glad/include)

add_executable(learn_opengl main.cpp third_party/glad/src/glad.c)
target_link_libraries(learn_opengl glfw "-framework OpenGL")

在代码中初始化glfw之后再初始化glad即可。

#include "glad/glad.h"

if (!gladLoadGLLoader((GLADloadproc)glfwGetProcAddress))
{
    std::cout << "Failed to initialize GLAD" << std::endl;
    return -1;
}

2. OpenGL 3.3 Core模式

我们即将涉及shader编程，需要OpenGL版本提升到3.3以上，同时由于MacOS的特殊之处，需要多设置一步GLFW_OPENGL_FORWARD_COMPAT。

glfwWindowHint(GLFW_CONTEXT_VERSION_MAJOR, 3);
glfwWindowHint(GLFW_CONTEXT_VERSION_MINOR, 3);
glfwWindowHint(GLFW_OPENGL_FORWARD_COMPAT, GL_TRUE); // MacOS兼容
glfwWindowHint(GLFW_OPENGL_PROFILE, GLFW_OPENGL_CORE_PROFILE);

同时，OpenGL Core模式要求绑定VAO（Vertex Array Object，顶点数组对象）用于处理顶点输入，不然OpenGL不会绘制出内容。

unsigned int VAO;
glGenVertexArrays(1, &VAO);
glBindVertexArray(VAO);

3. shader原理

shader（着色器）是一段类似C语言规范的程序，运行在GPU上。

一般地，shader有两类：vertex shader（顶点着色器）和fragment shader（片段着色器，又叫pixel shader像素着色器）。

有了shader，我们就可以更加灵活地命令OpenGL绘制出想要的效果。

当OpenGL进行绘制的时候，每次绘制顶点会调用一次vertex shader，而每次绘制一个像素点会调用一次fragment shader，可以看出，两种shader被调用的开销不是同一个量级的。

这篇文章很好地解释了shader是什么以及应用场景：Understanding Shaders, the secret sauce of 3D engines

一张图直观感受一下vertex shader和fragment shader（pixel shader）在整个绘制流程中所处的位置和作用。