C++ で OpenGL を使用してグラフィックスアプリケーションソフトウェアを開発する

WBOY

リリース： 2023-08-21 23:37:04

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近年、OpenGL は、クロスプラットフォームのグラフィックスアプリケーションプログラミングインターフェイス (API) として、多くのグラフィックスアプリケーションソフトウェアの標準機能になっています。 C 開発者として、C で OpenGL を使用してグラフィックスアプリケーションを開発する方法を知っておくことは、非常に役立つスキルになります。この記事では、C で OpenGL を使用してグラフィックスアプリケーションソフトウェアを開発する方法を紹介します。

ステップ 1: OpenGL の基本を理解する

C コードを書き始める前に、OpenGL の基本知識を理解する必要があります。いくつかの基本概念とコアテクノロジーを学ぶことで、OpenGL を使用して C でグラフィックスアプリケーションソフトウェアを開発する方法をより深く理解できます。

OpenGL は、さまざまなプラットフォームで使用できるオープングラフィックライブラリであり、3D レンダリング、2D グラフィック描画、テクスチャマッピング、ライティング、アニメーションなどの多くの機能を提供できます。 OpenGL プログラムは、グラフィックスオブジェクトの作成、操作、レンダリングに使用できる多くのグラフィックス関数で構成されています。

OpenGL では、すべてのグラフィックスは三角形で表されます。三角形を使用して、線、多角形、円など、さまざまな形状を描くことができます。さらに、テクスチャと色を使用してグラフィックスの外観を変更できます。

ステップ 2: OpenGL のインストールと統合

C を使用して OpenGL グラフィックスアプリケーションを開発する前に、OpenGL ライブラリをインストールして統合する必要があります。 Windows プラットフォームでは、Visual Studio の NuGet パッケージマネージャーを使用して、OpenGL ライブラリをインストールおよび管理できます。他のプラットフォームでは、OpenGL 公式 Web サイトにアクセスし、必要なライブラリファイルをダウンロードしてインストールできます。

OpenGL ライブラリをインストールして統合した後、OpenGL が正しく使用できるように IDE のプロジェクト構成を設定する必要があります。 Visual Studio では、プロジェクト構成で「追加のインクルードディレクトリ」と「追加のライブラリディレクトリ」を設定し、必要な OpenGL ライブラリファイルを選択する必要があります。

ステップ 3: OpenGL C プログラムを作成する

これで、最初の OpenGL C プログラムの作成を開始できます。 OpenGL および GLEW ライブラリを使用して C プログラムを作成できます。

// 参照 OpenGL ヘッダーファイル

include

// Main 関数
int main() {

// 初始化GLFW库
if (!glfwInit()) {
    return -1;
}

// 创建一个OpenGL窗口
GLFWwindow* window = glfwCreateWindow(640, 480, "My OpenGL app", NULL, NULL);
if (!window) {
    glfwTerminate();
    return -1;
}

// 将这个窗口设置为当前线程的上下文
glfwMakeContextCurrent(window);

// 初始化GLEW库
if (glewInit() != GLEW_OK) {
    return -1;
}

// 渲染循环
while (!glfwWindowShouldClose(window)) {
    // 渲染图形

    // 交换缓存
    glfwSwapBuffers(window);

    // 更新输入事件
    glfwPollEvents();
}

// 释放GLFW库资源
glfwTerminate();

return 0;

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}

上記のコード例は、OpenGL ライブラリと GLEW ライブラリを使用して C でウィンドウとレンダリングループを作成する方法を示しています。この例では、640x480 のウィンドウを作成し、それを現在のスレッドのコンテキストとして設定します。レンダリングループを使用して、プログラムが終了するまで画像を継続的に更新し、ウィンドウを更新します。

ステップ 4: グラフィックスのレンダリング方法を理解する

OpenGL の基本を理解し、C でウィンドウとレンダリングループを正常に作成したら、グラフィックスのレンダリング方法を学習し始めることができます。 OpenGL は、さまざまな形状を描画するためのさまざまなレンダリング関数を提供します。形状を色で塗りつぶしたり、テクスチャを使用してテクスチャマップを作成したりできます。

次は、OpenGL を使用して色付きの三角形を描画する方法を示す簡単な例です:

//Vertex Shader
const char* vertexShaderSource = "#version 330 core
"

"layout (location = 0) in vec3 aPos;

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"void main()

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"{

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"   gl_Position = vec4(aPos.x, aPos.y, aPos.z, 1.0);

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"}";

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//フラグメントシェーダ
const char* flagmentShaderSource = "#バージョン 330 コア
"

"out vec4 FragColor;

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"void main()

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"{

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"   FragColor = vec4(1.0f, 0.5f, 0.2f, 1.0f);

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"}";

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int main() {

// 初始化GLFW库
if (!glfwInit()) {
    return -1;
}

// 创建一个OpenGL窗口
GLFWwindow* window = glfwCreateWindow(640, 480, "My OpenGL app", NULL, NULL);
if (!window) {
    glfwTerminate();
    return -1;
}

// 将这个窗口设置为当前线程的上下文
glfwMakeContextCurrent(window);

// 初始化GLEW库
if (glewInit() != GLEW_OK) {
    return -1;
}

// 定义顶点
float vertices[] = {
     0.5f,  0.5f, 0.0f,  // top right
     0.5f, -0.5f, 0.0f,  // bottom right
    -0.5f, -0.5f, 0.0f,  // bottom left
};

// 创建和编译着色器
unsigned int vertexShader = glCreateShader(GL_VERTEX_SHADER);
glShaderSource(vertexShader, 1, &vertexShaderSource, NULL);
glCompileShader(vertexShader);

unsigned int fragmentShader = glCreateShader(GL_FRAGMENT_SHADER);
glShaderSource(fragmentShader, 1, &fragmentShaderSource, NULL);
glCompileShader(fragmentShader);

// 创建一个着色器程序
unsigned int shaderProgram = glCreateProgram();
glAttachShader(shaderProgram, vertexShader);
glAttachShader(shaderProgram, fragmentShader);
glLinkProgram(shaderProgram);

// 删除着色器
glDeleteShader(vertexShader);
glDeleteShader(fragmentShader);

// 创建缓冲区对象
unsigned int VBO, VAO;
glGenVertexArrays(1, &VAO);
glGenBuffers(1, &VBO);

// 绑定缓冲区
glBindVertexArray(VAO);

glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, VBO);
glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(vertices), vertices, GL_STATIC_DRAW);

glVertexAttribPointer(0, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 3 * sizeof(float), (void*)0);
glEnableVertexAttribArray(0);

// 设置图形绘制模式
glPolygonMode(GL_FRONT_AND_BACK, GL_LINE);

// 渲染循环
while (!glfwWindowShouldClose(window)) {
    // 渲染图形
    glClearColor(0.2f, 0.3f, 0.3f, 1.0f);
    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);

    glUseProgram(shaderProgram);
    glBindVertexArray(VAO);
    glDrawArrays(GL_TRIANGLES, 0, 3);

    // 交换缓存
    glfwSwapBuffers(window);

    // 更新输入事件
    glfwPollEvents();
}

// 释放GLFW库资源
glfwTerminate();

return 0;

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}

上記のコードは、OpenGL を使用して単純な三角形を作成し、それをウィンドウにレンダリングする方法を示しています。プログラムコードでは、三角形の頂点の配列を定義します。次に、頂点シェーダーとフラグメントシェーダーを使用してシェーダープログラムを作成します。次に、バッファオブジェクトを作成してバインドします。最後に、OpenGL 描画モードを設定し、レンダリングループでレンダリングします。レンダリングループのコアコードは、glClear()、glUseProgram()、glBindVertexArray()、および glDrawArrays() 関数です。

概要

上記の例を通して、C で OpenGL を使用してグラフィックスアプリケーションソフトウェアを開発するのは難しくないことがわかります。最初に OpenGL の基本的な知識と API インターフェイスを理解し、必要なライブラリファイルをインストールしてプロジェクトに統合するだけです。最後に、グラフィックのレンダリングと画面への表示を開始できます。

もちろん、OpenGL はこれらのコンテンツをはるかに超えたものであり、引き続き深く学び、より多くのスキルを習得し、ナビゲーター、ゲームソフトウェア、モデリングソフトウェアなどのより複雑で効率的なグラフィックアプリケーションを C で作成することができます。

以上がC++ で OpenGL を使用してグラフィックスアプリケーションソフトウェアを開発するの詳細内容です。詳細については、PHP 中国語 Web サイトの他の関連記事を参照してください。