Window下C语言如何用OpenGL？-C语言-盈思创科技

我会使用 GLFW 来创建窗口和上下文，并使用 GLAD 来加载 OpenGL 函数指针，这是目前最现代、最推荐的方式,因为它跨平台且避免了繁琐的手动配置。

（图片来源网络，侵删）

第一步：理解核心概念

在开始编码前,你需要了解几个关键角色：

C 语言: 我们的编程语言,负责逻辑控制。
OpenGL (Open Graphics Library): 一个图形 API（应用程序编程接口），它本身不提供创建窗口的功能，它只负责在一个已经存在的窗口上进行绘图，你可以把它想象成一个画家，但需要你先给他一块画布（窗口）。
GLFW (Graphics Library Framework): 一个专门用来创建窗口、管理输入（键盘、鼠标、手柄）的库，它为我们准备好了“画布”和“画架”。
GLAD (OpenGL Loader-Generation library): OpenGL 的函数（如 glClearColor, glClear 等）在程序运行时才需要链接，不同版本的 OpenGL，函数的地址可能不同，GLAD 会根据你选择的 OpenGL 版本，自动加载所有正确的函数指针,让你可以轻松调用这些函数。

总结一下流程： C 程序 -> 使用 GLFW 创建一个窗口 -> GLAD 加载 OpenGL 函数 -> C 程序 通过加载的 OpenGL 函数在窗口上绘制图形。

第二步：环境准备（安装依赖）

你需要安装以下三个库的开发文件。

编译器

确保你有一个 C 语言编译器。

（图片来源网络，侵删）

Windows: Visual Studio (推荐) 或 MinGW。
macOS: Xcode Command Line Tools (xcode-select --install)。
Linux (Debian/Ubuntu): sudo apt-get update && sudo apt-get install build-essential

GLFW

GLFW 用于创建窗口。

Windows (vcpkg 推荐):
1. 安装 vcpkg。
2. 使用命令安装：vcpkg install glfw3
3. 在你的 IDE（如 Visual Studio）中配置 vcpkg,它会自动帮你链接。
macOS (Homebrew 推荐):
```
brew install glfw
```
Linux (Debian/Ubuntu):
```
sudo apt-get install libglfw3-dev
```

GLAD

GLAD 用于加载 OpenGL 函数。 GLAD 通常是一个在线生成工具，你不需要安装它，只需要在 https://glad.dav1d.de/ 网站上生成你需要的文件。

如何生成 GLAD 文件：

打开 glad.dav1d.de。
Language: 选择 C/C++。
API: 选择 OpenGL，版本选择 Core Profile，并指定一个版本，1。
Profile: 选择 Core。
Extensions: 保持默认的 "Generate a loader"。
点击 GENERATE 按钮。
下载生成的 ZIP 压缩包，并解压，你主要需要 include/glad 和 src/glad.c 这两个文件/文件夹。

第三步：编写 C 代码

我们来编写一个完整的 C 程序，这个程序会创建一个窗口,并将窗口背景色设置为亮蓝色。

（图片来源网络，侵删）

文件结构

为了清晰,我们创建如下文件：

my_opengl_project/
├── main.c
├── glad.c
└── glad.h

将你从 glad.dav1d.de 下载的 glad.c 和 glad.h 放在这里。

`main.c` 代码详解

// main.c
// 1. 包含头文件
#include <glad/glad.h> // 必须在 GLFW 之前包含，因为 GLFW 会创建 OpenGL 上下文
#include <GLFW/glfw3.h>
#include <stdio.h>
// 2. 函数声明
void framebuffer_size_callback(GLFWwindow* window, int width, int height);
void processInput(GLFWwindow *window);
// 3. 主函数
int main(void)
{
    // 初始化 GLFW
    if (!glfwInit())
    {
        fprintf(stderr, "Failed to initialize GLFW\n");
        return -1;
    }
    // 配置 GLFW
    glfwWindowHint(GLFW_CONTEXT_VERSION_MAJOR, 3); // 主版本号
    glfwWindowHint(GLFW_CONTEXT_VERSION_MINOR, 3); // 次版本号
    glfwWindowHint(GLFW_OPENGL_PROFILE, GLFW_OPENGL_CORE_PROFILE); // 使用 Core Profile
    // 创建窗口对象
    GLFWwindow* window = glfwCreateWindow(800, 600, "OpenGL Window", NULL, NULL);
    if (window == NULL)
    {
        fprintf(stderr, "Failed to create GLFW window\n");
        glfwTerminate();
        return -1;
    }
    // 将窗口的上下文设置为当前线程的主上下文
    glfwMakeContextCurrent(window);
    // 初始化 GLAD，加载 OpenGL 函数指针
    if (!gladLoadGLLoader((GLADloadproc)glfwGetProcAddress))
    {
        fprintf(stderr, "Failed to initialize GLAD\n");
        return -1;
    }
    // 设置视口大小，告诉 OpenGL 渲染窗口的尺寸
    glViewport(0, 0, 800, 600);
    // 注册窗口大小调整的回调函数
    glfwSetFramebufferSizeCallback(window, framebuffer_size_callback);
    // 渲染循环
    while (!glfwWindowShouldClose(window))
    {
        // 处理输入（ESC 键退出）
        processInput(window);
        // 渲染指令
        // --- 开始绘制 ---
        // 1. 清除颜色缓冲区
        // 设置清空屏幕所用的颜色 (R, G, B, A)
        glClearColor(0.2f, 0.3f, 0.8f, 1.0f); // 亮蓝色
        // 执行清除
        glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
        // --- 结束绘制 ---
        // 检查并调用事件（键盘输入、鼠标移动等）
        glfwPollEvents();
        // 交换缓冲区
        glfwSwapBuffers(window);
    }
    // 当渲染循环结束后，正确释放/删除之前的所有资源
    glfwTerminate();
    return 0;
}
// 处理键盘输入的函数
void processInput(GLFWwindow *window)
{
    // 当用户按下 ESC 键时，将 windowShouldClose 设置为 true，然后渲染循环就会关闭
    if (glfwGetKey(window, GLFW_KEY_ESCAPE) == GLFW_PRESS)
        glfwSetWindowShouldClose(window, true);
}
// 当窗口大小被调整时，视口也应该被调整
void framebuffer_size_callback(GLFWwindow* window, int width, int height)
{
    // 确保视口和窗口的像素尺寸相匹配
    glViewport(0, 0, width, height);
}

代码关键点解释

头文件包含顺序: #include <glad/glad.h> 必须在 #include <GLFW/glfw3.h> 之前，因为 GLFW 创建了 OpenGL 上下文，而 GLAD 需要这个上下文来找到正确的函数地址。
glfwInit(): 初始化 GLFW 库。
glfwWindowHint(): 配置 GLFW，这里我们指定了 OpenGL 的版本为 3.3，并使用 Core Profile，Core Profile 移除了一些老旧的、已被废弃的功能，是现代 OpenGL 的标准。
glfwCreateWindow(): 创建一个窗口对象，参数分别是宽度、高度、窗口标题等。
glfwMakeContextCurrent(): 将我们创建的窗口设置为当前线程的上下文，之后所有的 OpenGL 调用都将作用于这个窗口。
gladLoadGLLoader(): 这是 GLAD 的核心功能，它告诉 GLAD 使用 glfwGetProcAddress 函数来获取 OpenGL 函数的地址。
glViewport(): 设置 OpenGL 视口的大小和位置，它将窗口的像素坐标映射到 OpenGL 的坐标系统，这个非常重要,否则你的图像可能会被拉伸或显示不全。
glfwSetFramebufferSizeCallback(): 注册一个回调函数，当用户调整窗口大小时，这个函数会被自动调用，我们可以在里面更新 glViewport。
渲染循环 (while !glfwWindowShouldClose): 这是所有图形程序的核心，它不断地进行渲染、处理输入、交换缓冲,直到窗口被关闭。
glClearColor() & glClear(): glClearColor 设置了“清空画笔”的颜色。glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT) 则执行了清空操作，把整个窗口用 glClearColor 设置的颜色填充。
glfwPollEvents(): 检查是否有任何事件触发（键盘输入、鼠标移动等）。
glfwSwapBuffers(): 交换颜色缓冲区，因为绘图是双缓冲的，你在后台缓冲区绘制，绘制完成后，将其“交换”到前台显示,这样可以避免画面闪烁。
glfwTerminate(): 程序结束时，释放所有 GLFW 分配的资源。

第四步：编译与运行

你需要编译并运行这个程序，根据你的操作系统,使用以下命令。

编译命令

你需要链接 glfw3 和 m (数学库)。

Linux (GCC/G++):

# 编译
gcc main.c glad.c -o my_app -lglfw -lGL -lm
# 运行
./my_app

macOS (Clang):

# 编译
clang main.c glad.c -o my_app -lglfw -framework OpenGL
# 运行
./my_app

Windows (使用 vcpkg 和 Visual Studio 命令行工具) 如果你用 vcpkg 安装了 GLFW，并且已经配置好了环境变量,编译会非常简单。

# 在 x64 Native Tools Command Prompt 中打开
# 编译
cl main.c glad.c /I "path\to\vcpkg\installed\x64-windows\include" /link /LIBPATH:"path\to\vcpkg\installed\x64-windows\lib" glfw3.lib opengl32.lib gdi32.lib
# 运行
my_app.exe

注意: 将 path\to\vcpkg 替换为你 vcpkg 的实际安装路径。

如果一切顺利，你应该会看到一个 800x600 大小的窗口，背景是亮蓝色，并且按 ESC 键可以关闭它。

总结与下一步

恭喜！你已经成功使用 C 语言、GLFW 和 GLAD 创建了你的第一个 OpenGL 窗口。

接下来的学习方向：

绘制三角形: 了解了如何清空屏幕后，下一步就是学习如何定义顶点数据，并使用 着色器 将它们绘制成图形。
学习着色器: 着色器是运行在 GPU 上的小程序，用于处理顶点数据和像素颜色，这是现代 OpenGL 的核心。
使用更现代的库: 对于更复杂的程序，通常会使用 GLM (OpenGL Mathematics) 库来处理矩阵和向量运算，以及 ImGui 或 Dear ImGui 来创建用户界面。

这个例子为你打下了坚实的基础，是学习 OpenGL 图形编程的第一步。

Window下C语言如何用OpenGL？

第一步：理解核心概念

第二步：环境准备（安装依赖）

编译器

GLFW

GLAD

第三步：编写 C 代码

文件结构

`main.c` 代码详解

代码关键点解释

第四步：编译与运行

编译命令

总结与下一步

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第一步：理解核心概念

第二步：环境准备（安装依赖）

编译器

GLFW

GLAD

第三步：编写 C 代码

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第四步：编译与运行

编译命令

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`main.c` 代码详解