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本學(xué)期開設(shè)了計算機圖形學(xué)課程，但是用的是glut+OpenGL的組合。然而蘋果已經(jīng)在N年前就棄用了這個庫，只能尋找替代品了。今天就入門一下GLFW庫。

首先，我們需要到官網(wǎng)下載GLFW（地址：http://www.glfw.org）

本篇不講安裝，安裝請自行百度

官網(wǎng)上給了一個簡單的例子來說明如何使用

#include <GLFW/glfw3.h>

int main(void)
{

    GLFWwindow* window;

    /* 初始化glfw庫 */
    if (!glfwInit())
        return -1;

    /* 創(chuàng)建一個窗口和它的OpenGL上下文 */
    window = glfwCreateWindow(640, 480, "Hello World", NULL, NULL);
    if (!window)
    {
        /* 沒有創(chuàng)建會返回NULL */
        glfwTerminate();
        return -1;
    }

    /* 設(shè)置當(dāng)前的窗口上下文 */
    glfwMakeContextCurrent(window);

    /* 循環(huán)，直到用戶關(guān)閉窗口 */
    while (!glfwWindowShouldClose(window))
    {
        /* 在這里做渲染 */
        glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);

        /* 交換緩沖區(qū)，即在window上更新內(nèi)容 */
        glfwSwapBuffers(window);

        /* 輪詢事件 */
        glfwPollEvents();
    }

    glfwTerminate();
    return 0;
}

下面說一說基本的使用

引用頭文件

#include <GLFW/glfw3.h>

要注意的是，引用了這個頭文件之后就不要再引用你自己的OpenGL頭文件了，如果是Windows系統(tǒng)，<windows.h>也不必引用了。

GLFW還特意強調(diào)了，某些平臺（Windows就是你）只提供了舊版本OpenGL頭文件，需要使用一個Extension loader library。

如果使用這種庫，請在引用GLFW庫之前引用它，比如glad庫

#include <glad/glad.h>
#include <GLFW/glfw3.h>

初始化GLFW

if (!glfwInit())
{
    // 初始化失敗執(zhí)行的操作
}

終止GLFW

當(dāng)你使用完畢后，請在程序退出前及時終止它

glfwTerminate();

設(shè)置錯誤回調(diào)

當(dāng)程序發(fā)生錯誤的時候，你可以通過這個函數(shù)來捕獲錯誤

void error_callback(int error, const char* description)
{
    fprintf(stderr, "Error: %s\n", description);
}

當(dāng)然你要在使用之前把它設(shè)置好

glfwSetErrorCallback(error_callback);

創(chuàng)建窗口以及上下文

GLFWwindow* window = glfwCreateWindow(640, 480, "My Title", NULL, NULL);
if (!window)
{
    // 創(chuàng)建失敗需要執(zhí)行的操作
}

其中第一個參數(shù)是窗口寬度，第二個參數(shù)是窗口高度，第三個參數(shù)是窗口標(biāo)題，第四個參數(shù)是顯示模式，NULL為窗口化，如果需要顯示全屏，則需要指定覆蓋的顯示器，在這里不多講，第五個參數(shù)是設(shè)置與那個窗口共享資源，默認為NULL，即不共享資源。

另外，由于GFLW創(chuàng)建的OpenGL上下文可能是任何版本的，所以你可以設(shè)置OpenGL的最低版本。
下面的代碼設(shè)置了OpenGL最低版本為2.0。

glfwWindowHint(GLFW_CONTEXT_VERSION_MAJOR, 2); // OpenGL主版本號
glfwWindowHint(GLFW_CONTEXT_VERSION_MINOR, 0); // OpenGL副版本號
GLFWwindow* window = glfwCreateWindow(640, 480, "My Title", NULL, NULL);
if (!window)
{
    // 創(chuàng)建失敗需要執(zhí)行的操作
}

窗口句柄被傳遞給所有與窗口相關(guān)的函數(shù)，并被提供給所有與窗口相關(guān)的回調(diào)函數(shù)，所以它們可以告知哪個窗口收到了事件。

當(dāng)你不再需要某個窗口及上下文時，請銷毀它。

glfwDestroyWindow(window);

注意：此函數(shù)一旦被調(diào)用，將不會再有任何事件產(chǎn)生，并且該句柄將無效。

設(shè)置當(dāng)前OpenGL上下文

在使用OpenGL API之前，你必須設(shè)置好當(dāng)前的OpenGL上下文

glfwMakeContextCurrent(window);

這個上下文將會一直被保持，直到你設(shè)置了另一個上下文或者擁有當(dāng)前上下文的窗口被銷毀。

如果你使用Extension loader library來加載OpenGL，那么這是初始化它的時候，Loader需要一個當(dāng)前的上下文來加載它，比如glad庫。

gladLoadGLLoader((GLADloadproc) glfwGetProcAddress);

檢查窗口是否關(guān)閉

每個窗口都有一個標(biāo)志表示它是否應(yīng)該被關(guān)閉，當(dāng)用戶嘗試關(guān)閉窗口時，會按窗口的關(guān)閉按鈕或者使用Alt+F4組合鍵，此時，這個標(biāo)志會設(shè)置為1。但是，此時窗口沒有關(guān)閉，所以你需要監(jiān)視這個標(biāo)志，及時銷毀窗口并給予用戶反饋。

while (!glfwWindowShouldClose(window))
{
    // 此時窗口還在運行
}

你可以設(shè)置glfwSetWindowCloseCallback回調(diào)函數(shù)，當(dāng)用戶關(guān)閉窗口后會立即調(diào)用該函數(shù)。
你也可以設(shè)置glfwSetWindowShouldClose回調(diào)函數(shù)，比如設(shè)置某些鍵為關(guān)閉窗口快捷鍵。

獲取輸入事件

首先我們設(shè)置一個事件處理函數(shù)

static void key_callback(GLFWwindow* window, int key, int scancode, int action, int mods)
{
    if (key == GLFW_KEY_ESCAPE && action == GLFW_PRESS)
        glfwSetWindowShouldClose(window, GLFW_TRUE);
}

然后我們要設(shè)置回調(diào)函數(shù)

glfwSetKeyCallback(window, key_callback);

使用OpenGL渲染

當(dāng)你有了當(dāng)前的上下文之后，你就可以正常使用OpenGL了，不過你還需要為glViewport獲取Framebuffer的尺寸。

int width, height;
glfwGetFramebufferSize(window, &width, &height);
glViewport(0, 0, width, height);

當(dāng)窗口大小改變的時候，你可以使用glfwSetFramebufferSizeCallback回調(diào)函數(shù)重新設(shè)置尺寸。

讀取時間

要創(chuàng)建平滑的動畫，需要時間源。 GLFW提供一個計時器，該計時器返回自初始化以來的秒數(shù)。該時間源在每個平臺上都是最準(zhǔn)確的，而且精確到微秒或納秒級。

double time = glfwGetTime();

交換緩沖區(qū)

GLFW在默認情況下使用兩個緩沖區(qū)。這意味著每個窗口有兩個渲染緩沖區(qū)——前緩沖區(qū)和后緩沖區(qū)。前緩沖區(qū)是正在顯示的緩沖區(qū)，后緩沖區(qū)是即將顯示的緩沖區(qū)。

當(dāng)整個幀已經(jīng)被渲染時，緩沖器需要彼此交換，因此后緩沖器變?yōu)榍熬彌_器，反之亦然。

glfwSwapBuffers(window);

交換間隔表示交換緩沖區(qū)之前等待的幀數(shù)，通常稱為vsync。默認情況下，交換間隔為0，但因為屏幕每秒只更新60-75次，所以大部分的畫面不會被顯示。而且，緩沖區(qū)有可能在屏幕更新的中間交換，出現(xiàn)屏幕撕裂的情況。

所以，可以將該間隔設(shè)為1，即每幀更新一次。它可以設(shè)置為更高的值，但這可能導(dǎo)致輸入延遲。

glfwSwapInterval(1);

事件處理

GLFW需要定期與窗口通信，以便接收事件。事件處理必須在有可見窗口的情況下進行，并且通常在緩沖區(qū)交換后每幀執(zhí)行一次。

有兩種方法用于處理掛起的事件; 輪詢和等待。

glfwPollEvents();

當(dāng)你制作游戲或是動畫時，盡量使用輪詢。如果相反，你需要在產(chǎn)生事件后才渲染，可是通過等待來處理事件，即glfwWaitEvent，比如制作編輯器的時候，使用等待可以節(jié)省大量硬件資源。

示例程序

這個程序會創(chuàng)建一個640×480的窗口，并啟動一個循環(huán)，清除屏幕，呈現(xiàn)三角形并處理事件，直到用戶按下Escape或關(guān)閉窗口。

#include <glad/glad.h>
#include <GLFW/glfw3.h>
#include "linmath.h"
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
static const struct
{
    float x, y;
    float r, g, b;
} vertices[3] =
{
    { -0.6f, -0.4f, 1.f, 0.f, 0.f },
    {  0.6f, -0.4f, 0.f, 1.f, 0.f },
    {   0.f,  0.6f, 0.f, 0.f, 1.f }
};
static const char* vertex_shader_text =
"uniform mat4 MVP;\n"
"attribute vec3 vCol;\n"
"attribute vec2 vPos;\n"
"varying vec3 color;\n"
"void main()\n"
"{\n"
"    gl_Position = MVP * vec4(vPos, 0.0, 1.0);\n"
"    color = vCol;\n"
"}\n";
static const char* fragment_shader_text =
"varying vec3 color;\n"
"void main()\n"
"{\n"
"    gl_FragColor = vec4(color, 1.0);\n"
"}\n";
static void error_callback(int error, const char* description)
{
    fprintf(stderr, "Error: %s\n", description);
}
static void key_callback(GLFWwindow* window, int key, int scancode, int action, int mods)
{
    if (key == GLFW_KEY_ESCAPE && action == GLFW_PRESS)
        glfwSetWindowShouldClose(window, GLFW_TRUE);
}
int main(void)
{
    GLFWwindow* window;
    GLuint vertex_buffer, vertex_shader, fragment_shader, program;
    GLint mvp_location, vpos_location, vcol_location;
    glfwSetErrorCallback(error_callback);
    if (!glfwInit())
        exit(EXIT_FAILURE);
    glfwWindowHint(GLFW_CONTEXT_VERSION_MAJOR, 2);
    glfwWindowHint(GLFW_CONTEXT_VERSION_MINOR, 0);
    window = glfwCreateWindow(640, 480, "Simple example", NULL, NULL);
    if (!window)
    {
        glfwTerminate();
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    glfwSetKeyCallback(window, key_callback);
    glfwMakeContextCurrent(window);
    gladLoadGLLoader((GLADloadproc) glfwGetProcAddress);
    glfwSwapInterval(1);
    // NOTE: OpenGL error checks have been omitted for brevity
    glGenBuffers(1, &vertex_buffer);
    glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, vertex_buffer);
    glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(vertices), vertices, GL_STATIC_DRAW);
    vertex_shader = glCreateShader(GL_VERTEX_SHADER);
    glShaderSource(vertex_shader, 1, &vertex_shader_text, NULL);
    glCompileShader(vertex_shader);
    fragment_shader = glCreateShader(GL_FRAGMENT_SHADER);
    glShaderSource(fragment_shader, 1, &fragment_shader_text, NULL);
    glCompileShader(fragment_shader);
    program = glCreateProgram();
    glAttachShader(program, vertex_shader);
    glAttachShader(program, fragment_shader);
    glLinkProgram(program);
    mvp_location = glGetUniformLocation(program, "MVP");
    vpos_location = glGetAttribLocation(program, "vPos");
    vcol_location = glGetAttribLocation(program, "vCol");
    glEnableVertexAttribArray(vpos_location);
    glVertexAttribPointer(vpos_location, 2, GL_FLOAT, GL_FALSE,
                          sizeof(float) * 5, (void*) 0);
    glEnableVertexAttribArray(vcol_location);
    glVertexAttribPointer(vcol_location, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE,
                          sizeof(float) * 5, (void*) (sizeof(float) * 2));
    while (!glfwWindowShouldClose(window))
    {
        float ratio;
        int width, height;
        mat4x4 m, p, mvp;
        glfwGetFramebufferSize(window, &width, &height);
        ratio = width / (float) height;
        glViewport(0, 0, width, height);
        glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
        mat4x4_identity(m);
        mat4x4_rotate_Z(m, m, (float) glfwGetTime());
        mat4x4_ortho(p, -ratio, ratio, -1.f, 1.f, 1.f, -1.f);
        mat4x4_mul(mvp, p, m);
        glUseProgram(program);
        glUniformMatrix4fv(mvp_location, 1, GL_FALSE, (const GLfloat*) mvp);
        glDrawArrays(GL_TRIANGLES, 0, 3);
        glfwSwapBuffers(window);
        glfwPollEvents();
    }
    glfwDestroyWindow(window);
    glfwTerminate();
    exit(EXIT_SUCCESS);
}

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