OpenGL中环境搭建

近期由于需要做一个GUI展示的OpenGL程序，因此想到用QT来做界面，需要在QT中写OpenGL，配完环境后，在这里总计一下。

QT基础

总体看来，QT的版本较为混乱，有时候傻傻弄不清楚，QT dialog/widget/mainwindow。又需要有界面，又要有pro文件，一圈下来，加上网上教程版本混乱，已经凌乱了。后来在同学帮助下，看了一些博客教程，综合了一下，总算把架子搭起来了。本文使用的版本信息如下：
QT版本：QT 5.6.2
VS版本：VS 2013

工程选择：
本文选择的是QT的widgt类别，QT各个类别的区别在于继承于不同的基类，正常的widgt是最基础的，不默认含有菜单栏这些东西，需要的话我们自己添加。选择建立工程时不建立UI文件，在编程中发现使用UI文件会较为混乱，不方便控制，因此代码中所有的UI都是由代码控制的。以下是代码结构：

// main.cpp
// main是主入口，QApplication是生成一个QT应用，widget是继承自Qwidget的子类，具有show函数，实例化后将会产生一个窗口，同时我们也可以在main函数中实例化多个窗口，将会有多个界面，比如实例化一个button。
#include "widget.h"
#include <QApplication>
#include <QPushButton>int main(int argc, char *argv[])
{QApplication a(argc, argv);
// 主窗口Widget w;w.show();
// 实例化一个buttonQPushButton q;q.show();return a.exec();
}

实例化button的效果：

所以，主要的工作就是往我们的widget类中添加控件，实现功能即可。主widget代码如下，继承自QWeidget:

class Widget : public QWidget
{Q_OBJECT// 一个宏，声明为QT的object，方便传参public:Widget(QWidget *parent = 0);~Widget();    Q_OpenGL *q_widget_1;Q_OpenGL *q_widget_2;QGridLayout * main_layout;QPushButton * q_pushbutton_1;QPushButton * q_pushbutton_2;QMenuBar * q_menubar;QMenu * q_menu;QStatusBar * q_status;QLabel * q_label;public slots:void triggerMenu(QAction * qa);
};

QT中的OpenGL

QT中为我们把OpenGL进行了封装，使用较原生OpenGL简单

QT中的OpenGL，已经包含了OpenGL的大部分功能，包含如下头文件
- OpenGLWindow
- QOpenGLWidget
- QOpenGLFunctions
- QOpenGLBuffer

在QT中写OpenGL需要继承自QOpenGLWidget，同时重写两个函数initializeGL【初始化OpenGL环境】和paintGL【主绘画的循环】。相对于原生的OpenGL复杂的初始化和绘制过程，十分简洁。以下是头文件和部分源代码。

// .h
class Q_OpenGL:public QOpenGLWidget,protected QOpenGLFunctions
{Q_OBJECTpublic:explicit Q_OpenGL(QWidget *parent = 0);~Q_OpenGL();void initializeGL();// 初始化void paintGL();// 主绘制void setUp();void compileShader();QOpenGLShaderProgram *program;Shader * shader;Model * model;
};// .cpp
// 初始化OpenGL
void Q_OpenGL::initializeGL()
{initializeOpenGLFunctions();glClearColor(1.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f);setUp();compileShader();    }
// 编译shader
void Q_OpenGL::compileShader()
{std::ifstream vs("E:\\Documents\\Qt\\qtWindows\\normal.vs");std::string vertexCode;std::string fragmentCode;if (vs.is_open()){std::string line;while (getline(vs, line)) {vertexCode.append(line);vertexCode.append("\n");}vs.close();}vs.open("E:\\Documents\\Qt\\qtWindows\\normal.fs");//qDebug()<<"8989"<<endl;if (vs.is_open()) {std::string line;while (getline(vs, line)) {fragmentCode.append(line);fragmentCode.append("\n");}vs.close();}qDebug() << "hhhh" << endl;QOpenGLShader *vshader = new QOpenGLShader(QOpenGLShader::Vertex, this);vshader->compileSourceCode(vertexCode.c_str());QOpenGLShader *fshader = new QOpenGLShader(QOpenGLShader::Fragment, this);fshader->compileSourceCode(fragmentCode.c_str());program = new QOpenGLShaderProgram;program->addShader(vshader);program->addShader(fshader);//program->bindAttributeLocation("vertex", PROGRAM_VERTEX_ATTRIBUTE);//program->bindAttributeLocation("texCoord", PROGRAM_TEXCOORD_ATTRIBUTE);program->link();program->bind();//program->setUniformValue("texture", 0);
}
// 传递数据到VBO
void Q_OpenGL::setUp()
{int coords[3][2] = { -1, -1, 0, 1, 1, -1 };QVector<float> vertData;for (int i = 0; i < 3; ++i)for (int j = 0; j < 2; ++j)         vertData.append(coords[i][j]);vbo.create();vbo.bind();vbo.allocate(vertData.constData(), vertData.count() * sizeof(float));
}// 主绘制函数
void Q_OpenGL::paintGL()
{glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);program->enableAttributeArray(PROGRAM_VERTEX_ATTRIBUTE);//program->enableAttributeArray(PROGRAM_TEXCOORD_ATTRIBUTE);program->setAttributeBuffer(PROGRAM_VERTEX_ATTRIBUTE, GL_FLOAT, 0, 2, 2 * sizeof(float));//program->setAttributeBuffer(PROGRAM_VERTEX_ATTRIBUTE, GL_FLOAT, 0, 3, 0 * sizeof(GLfloat));//program->setAttributeBuffer(PROGRAM_TEXCOORD_ATTRIBUTE, GL_FLOAT, 3 * sizeof(GLfloat), 2, 5 * sizeof(GLfloat));glDrawArrays(GL_TRIANGLES, 0, 3);
}

以上代码基本展示QT中OpenGL的编写过程，代码有一些不匹配，可以查看QT官方的OpenGL例子即可。【我参考的是textures例子】

QT中使用原生OpenGL

在使用中，发现QT中的OpenGL与原生差异较大，移植代码会有一些问题。所以考虑将原生OpenGL移植到QT中，使用QT的OpenGL进行初始化，但在绘制，shader方面使用原生的OpenGL。

但在实践中发现，QT中的OpenGL和原生的OpenGL会出现冲突，无法同时初始化。网上找了解决方案，需要将原生的OpenGL与QT的OpenGL进行隔离，不能出现在同一个cpp中，于是将类的声明和定义分离【==原来图方便写在了一起】，主要是shader编译类，模型类。在头文件中声明，定义和初始化OpenGL延迟到cpp时，再将头文件引入到主程序中，这样就可以使用原生OpenGL。

tips：在实际操作时，不知道为何glad无法初始化，改用glew才成功。以下是通过的代码：

// shader.h
#ifndef SHADER_H
#define SHADER_H
#include <iostream>
#include <string>
#include <fstream>
#include <sstream>
#include <glm/glm.hpp>
#include <glm/gtc/matrix_transform.hpp>class Shader
{
public:unsigned Program;Shader(const char* vertexPath, const char* fragmentPath);~Shader();void Use();void setBool(const std::string &name, bool value) const;void setInt(const std::string &name, int value) const;void setFloat(const std::string &name, float value) const;void setVec2(const std::string &name, const glm::vec2 &value) const;void setVec2(const std::string &name, float x, float y) const;void setVec3(const std::string &name, const glm::vec3 &value) const;void setVec3(const std::string &name, float x, float y, float z) const;void setVec4(const std::string &name, const glm::vec4 &value) const;void setVec4(const std::string &name, float x, float y, float z, float w) const;void setMat2(const std::string &name, const glm::mat2 &mat) const;void setMat3(const std::string &name, const glm::mat3 &mat) const;void setMat4(const std::string &name, const glm::mat4 &mat) const;
};#endif// shader.cpp，只列出部分
//#include <glad/glad.h>
#define GLEW_STATIC
#include <gl/glew.h>
#include <GLFW/glfw3.h>
#include <iostream>
#include "shader.h"
using namespace std;Shader::Shader(const GLchar* vertexPath, const GLchar* fragmentPath)
{}Shader::~Shader()
{}void Shader::Use()
{glUseProgram(this->Program);
}// model.h
#pragma once
#include "shader.h"
class Model
{
public:void setUp();void draw(Shader *);unsigned VAO;unsigned VBO;
};// 更新后的qtOpenGL
#ifndef Q_OPENGL_H
#define Q_OPENGL_H#include <QOpenGLWindow>
#include <QOpenGLWidget>
#include <QOpenGLFunctions>
#include <QOpenGLBuffer>
#include "shader.h"
#include "model.h"QT_FORWARD_DECLARE_CLASS(QOpenGLShaderProgram);
QT_FORWARD_DECLARE_CLASS(QOpenGLTexture)class Q_OpenGL:public QOpenGLWidget,protected QOpenGLFunctions
{Q_OBJECTpublic:explicit Q_OpenGL(QWidget *parent = 0);~Q_OpenGL();void initializeGL();void paintGL();void setUp();void compileShader();QOpenGLShaderProgram *program;Shader * shader;Model * model;
};#endif // Q_OPENGL_H// QOpenGL实现
#include "q_opengl.h"
#include <QOpenGLBuffer>
#include <QMouseEvent>
#include <QOpenGLShaderProgram>
#include <QFile>
#include <QVector>
#include <fstream>
#include <string>
#include <iostream>Q_OpenGL::Q_OpenGL(QWidget *parent):QOpenGLWidget(parent)
{}void Q_OpenGL::initializeGL()
{initializeOpenGLFunctions();glClearColor(1.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f);   shader = new Shader("E:\\Documents\\Qt\\qtWindows\\normal.vs", "E:\\Documents\\Qt\\qtWindows\\normal.fs");model = new Model();model->setUp();
}void Q_OpenGL::paintGL()
{glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);model->draw(shader);
}Q_OpenGL::~Q_OpenGL()
{}

效果图如下：

如有问题欢迎联系指出~

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