1. 开发布景

大多数人学习OpenGL估量都是从LearnOpenGL这个网站开始的吧，这个教程运用的是VS Studio + glfw + glad的开发办法。

好吧，我之前也是这么做的，可是OpenGL本身是C风格的API, 假如用面向对象的思想其写，略微有一些麻烦，而且在调试参数的时候不太便利。

后来我在Review LearnOpenGL的时候就想换一种开发办法学习：

计划一： ImGui + OpenGL

  • 长处：ImGui集成了glfw环境，能够完成一些简单的控件来修改参数，便利检查实时效果，就如下图。
  • 缺陷：我懒得去学习一门新的ui库=。=

参考教程：ImGui+OpenGL教程

计划二： Qt+OpenGL

Qt-OpenGL的几个优势：

  • Qt内嵌了opengl的相关环境，不需要咱们自己来搭建，这对小白来说是很友好的。
  • Qt和opengl都具有优良的跨平台特性，运用Qt做opengl开发可谓是强强联合。
  • Qt能够轻松的控制窗口的各种处理事情以及窗口属性。
  • Qt供给了opengl函数的C++封装，使得opengl本来的C风格API能够经过C++的面向对象技能来完成。
  • Qt供给了非常完善的官方文档，有助于咱们把握QtOpenGL的各种细节。

缺陷：

  • Qt对OpenGL的封装导致代码和Qt结构耦合，很难抽离出来作为独立SDK，这在一些团队中可能不会考虑

由于个人对Qt熟悉一些，所以后来都是用Qt作为OpenGL学习的开发测验环境。

2. Qt+OpenGL开发

Qt中运用OpenGL一般有两种办法：

  • 封装成Widget嵌套在其他页面中
  • 作为独立Window运用

2.1 第一种：作为Widget嵌套运用

在Qt5.4之前，能够自定义一个类，承继自QGLWidget来完成，后来推出了### QOpenGLWidget这个类简化了流程。

QOpenGLWidegt

创立opengl窗口只需新建类承继于QOpenGLWidegt，再完成QOpenGL供给的三个虚函数，就能够完成opengl窗口的创立。

  • initializeGL()—树立OpenGL的资源和状况。在第一次调用resizeGL()或paintGL()之前调用一次
  • resizeGL()—设置OpenGL视口，投影等。每逢调整Widget的巨细时（第一次显示窗口Widget时会调用它，由于所有新创立Widget都会自动获得调整巨细的事情）。
  • paintGL()—烘托OpenGL场景，需要更新Widget时就会调用。

QOpenGLExtraFunctions

QOpenGLExtraFunctions类承继于QOpenGLFunctions，相较于QOpenGLFunctions，额外供给了对OpenGL ES 3.0、3.1和3.2 API的跨平台访问，假如咱们需要在类中运用opengl函数，只需要使类承继于QOpenGLExtraFunctions。

以如下代码为例：

#ifndef OPENGL_TOOLS_QGL_WIDGET_HPP  
#define OPENGL_TOOLS_QGL_WIDGET_HPP  
#include <QOpenGLWidget>  
#include <QOpenGLFunctions>  
#include <QOpenGLBuffer>  
class QGL_Widget : public QOpenGLWidget, QOpenGLFunctions{  
    Q_OBJECT  
public:  
    using QOpenGLWidget::QOpenGLWidget;  
    explicit QGL_Widget(QWidget* parent = nullptr) : QOpenGLWidget(parent)  
    {  
    }  
    void initializeGL() override  
    {  
        initializeOpenGLFunctions();  
        glClearColor(0.2f, 0.1f, 0.8f, 0);  
    };  
    void resizeGL(int w, int h) override  
    {  
    };  
    void paintGL() override  
    {  
    };  
};  
#endif //OPENGL_TOOLS_QGL_WIDGET_HPP

调用如上窗口：

QGL_Widget *gl_widget = new QGL_Widget(this);
gl_widget->setGeometry(QRect(0,00,400,300));  
gl_widget->show();
Qt+OpenGL 的一些问题记录

2.2 作为Window独立显示

Qt6中供给了QOpenGLWindow作为一个gl独立窗口，注意在Qt5和Qt6中稍有不同，建议运用最新的Qt6开发。

咱们创立一个类集成自QOpenGLWindow和QOpenGLFunctions，来完成一个绘制三角形的窗口

SimpleTriangleWindow.h

#ifndef OPENGL_TOOLS_SIMPLETRIANGLEWINDOW_H  
#define OPENGL_TOOLS_SIMPLETRIANGLEWINDOW_H  
#include <QOpenGLWindow>  
#include <QOpenGLFunctions>  
#include <QOpenGLVertexArrayObject>  
#include <QOpenGLBuffer>  
#include <QOpenGLShaderProgram>  
class SimpleTriangleWindow : public QOpenGLWindow, protected QOpenGLFunctions  
{  
    Q_OBJECT  
public:  
    SimpleTriangleWindow()  
    {  
    }  
    ~SimpleTriangleWindow()  
    {  
    }  
protected:  
    void initializeGL()  
    {  
    }  
    void initShader()  
    {  
    }  
    void resizeGL(int w, int h)  
    {  
    };  
    void paintGL()  
    {  
    };  
};  
#endif //OPENGL_TOOLS_SIMPLETRIANGLEWINDOW_H

创立VAO、VBO、着色器程序：

private:
    //着色器程序  
    QOpenGLShaderProgram program;  
    QOpenGLVertexArrayObject m_vao;  
    QOpenGLBuffer m_vbo;

在初始化办法：

void initializeGL()
{  
    initializeOpenGLFunctions();  
    glEnable(GL_DEPTH_TEST); //敞开深度测验  
    glClearColor(0.0,0.0,0.0,0.0);  
    //创立vao.vbo  
    m_vao.create();  
    m_vbo.create();  
    //shader加载  
    initShader();  
    float _vertex[] = {  
        0.0, 0.5, 0.0,  
        -0.5, -0.5, 0.0,  
        0.5, -0.5, 0.0,  
    };  
    m_vao.bind();  
    m_vbo.bind();  
    m_vbo.allocate(_vertex,sizeof(_vertex));  
    program.bind();  
    program.setAttributeBuffer("vPos",GL_FLOAT,0,3,0);  
    program.enableAttributeArray("vPos");  
    program.release();  
    m_vao.release();  
}

initShader()是着色器加载程序，这里没有对着色器代码做修改

void initShader()
{  
    // Compile vertex shader  
    if (!program.addShaderFromSourceFile(QOpenGLShader::Vertex, ":/resource/shader/vshader.glsl"))  
        close();  
    // Compile fragment shader  
    if (!program.addShaderFromSourceFile(QOpenGLShader::Fragment, ":/resource/shader/fshader.glsl"))  
        close();  
    // Link shader pipeline  
    if (!program.link())  
        close();  
    // Bind shader pipeline for use  
    if (!program.bind())  
        close();  
}

着色器代码：

#version 330 core
void main()  
{  
    gl_FragColor = vec4(1.0, 1.0, 1.0, 1.0);  
}

#version 330 core
in vec3 vPos;  
void main()  
{  
    gl_Position = vec4(vPos, 1.0);  
}

到此初始化作业已经完成，在paintGL中绘制：

void paintGL()
{  
    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);  
    m_vao.bind(); //启用VAO  
    program.bind(); //启用Shader  
    glDrawArrays(GL_TRIANGLES,0,3); //用三个点画一个三角形  
    program.release(); //开释Shader  
    m_vao.release(); //开释VAO  
};

最终效果：

Qt+OpenGL 的一些问题记录

咱们从上述代码能够看到在Qt的环境中开发OpenGL有许多和传统API不一样：

  • Qt供给了QOpenGLVertexArrayObject类来创立办理VAO对象
  • QOpenGLBuffer用来创立办理VBO/IBO/EBO对象
  • QOpenGLShaderProgram类来加载、办理着色器程序

对着色器参数修改也非常便利：

m_program->bind();
m_program->setAttributeBuffer("vPos", GL_FLOAT, 0, 3, 0); 
m_program->enableAttributeArray("vPos");

整体代码非常简练，流程比原生API要明晰许多，可是问题也在这里，关于不熟悉Qt GL Api的人来说，刚开始很难熟悉，即时熟悉了之后的开发也会限制在Qt结构中， 非常不利于扩展。

关于详细运用Qt-OpenGL教程，能够参考如下系列：

  • Qt+OpenGL简单入门教程
  • learn opengl with Qt

后续我不太想在Qt中进行OpenGL开发，限制性太大，据我所知，许多公司在实践开发中，即时挑选了Qt结构，也不会挑选Qt的OpenGL API开发，而是自己封装一套接口或许运用的其他反方库。长处就是可扩展性好，和Qt结构解耦，在移植的时候价值更小。