C++ OpenGL 3D Game Tutorial 2: Making OpenGL 3D Engine學(xué)習(xí)筆記

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視頻地址https://www.youtube.com/watch?v=PH5kH8h82L8&list=PLv8DnRaQOs5-MR-zbP1QUdq5FL0FWqVzg&index=3

一、main類

????????接上一篇內(nèi)容，main.cpp的內(nèi)容增加了一些代碼，顯得嚴(yán)謹(jǐn)一些：

#include<OGL3D/Game/OGame.h>
#include<iostream>

int main()
{
	try {
		OGame game;
		game.Run();
	}
	catch (const std::exception& e)
	{
		std::cout << e.what() << std::endl;
		return 1;
	}

	return 0;
}

二、OGame類?

???????然后是Game類的添加了很多內(nèi)容：

????????Game.h文件：

#pragma once
#include<memory>

class OGraphicsEngine;
class OWindow;
class OGame
{
public:
	OGame();
	~OGame();

	virtual void onCreate();
	virtual void onUpdate();
	virtual void onQuit();

	void Run();
protected:
	bool m_isRunning = true;
	std::unique_ptr<OGraphicsEngine> m_graphicsEngine;
	std::unique_ptr<OWindow> m_display;
};

????????Game.cpp文件：

#include<OGL3D/Graphics/OGraphicsEngine.h>
#include<OGL3D/Window/OWindow.h>
#include<OGL3D/Game/OGame.h>
#include<Windows.h>

OGame::OGame()
{
	m_graphicsEngine = std::make_unique<OGraphicsEngine>();
	m_display = std::make_unique<OWindow>();

	m_display->makeCurrentContext();
}

OGame::~OGame()
{
}

void OGame::onCreate()
{
	m_graphicsEngine->clear(OVec4(1,0,0,1));

	m_display->present(false);
}

void OGame::onUpdate()
{
}

void OGame::onQuit()
{
}

void OGame::Run()
{
	onCreate();

	MSG msg;
	while (m_isRunning)
	{
		msg = {};
		if (PeekMessage(&msg, NULL, NULL, NULL, PM_REMOVE))
		{
			if (msg.message == WM_QUIT)
			{
				m_isRunning = false;
				continue;
			}
			else 
			{
				TranslateMessage(&msg);
				DispatchMessage(&msg);
			}
		}

		onUpdate();
	}

	onQuit();
}

? ? ? ?和上一篇相比，在構(gòu)造函數(shù)里面創(chuàng)建了OGraphicEngine對(duì)象，同時(shí)執(zhí)行了OWindow對(duì)象m_display的方法makeCurrentContext，這個(gè)方法也是OWindow類在本次視頻里面后加的。需要注意的是，這兩行代碼的順序不能錯(cuò)：

m_graphicsEngine = std::make_unique<OGraphicsEngine>();
m_display = std::make_unique<OWindow>();

? ? ? ? ?因?yàn)镺Window構(gòu)造期間需要獲取的HDC里面的內(nèi)容，而這個(gè)HDC內(nèi)容要在OGraphicsEngine構(gòu)造期間設(shè)置，所以必定要先構(gòu)造OGraphicsEngine對(duì)象，順序顛倒了肯定不行。

????????同時(shí)OGame類里面還添加onCreate、onUpdate、onQuit方法，注意一下這三個(gè)方法的調(diào)用時(shí)機(jī)就好了。

三、OWindow類

Owindow.h文件

#pragma once

#include<Windows.h>
class OWindow
{
public:
		OWindow();
		~OWindow();

		void makeCurrentContext();
		void present(bool vsync);
private:
	HWND m_handle = nullptr;
	HGLRC m_context = nullptr;
};

OWindow.cpp文件

#include<OGL3D/Window/OWindow.h>
#include<glad/glad.h>
#include<glad/glad_wgl.h>
#include <Windows.h>
#include<assert.h>

LRESULT CALLBACK WndProc(HWND hwnd, UINT msg, WPARAM wParam, LPARAM lParam)
{
	switch (msg)
	{
	case WM_DESTROY:
	{
		OWindow* window = (OWindow*)GetWindowLongPtr(hwnd, GWLP_USERDATA);
		break;
	}
	case WM_CLOSE:
	{
		PostQuitMessage(0);
		break;
	}
	default:
		return DefWindowProc(hwnd, msg, wParam, lParam);
	}
	return NULL;
}

OWindow::OWindow()
{
	WNDCLASSEX wc = {};
	wc.cbSize = sizeof(WNDCLASSEX);
	wc.lpszClassName = L"OGL3DWindow";
	wc.lpfnWndProc = WndProc;

	auto classId = RegisterClassEx(&wc);
	assert(classId);

	RECT rc = { 0,0,1024,768 };
	AdjustWindowRect(&rc, WS_OVERLAPPED | WS_CAPTION | WS_SYSMENU, false);

	m_handle = CreateWindowEx(NULL,
		MAKEINTATOM(classId),
		L"Parcode | OpenGL 3D Game",
		WS_OVERLAPPEDWINDOW,
		CW_USEDEFAULT,
		CW_USEDEFAULT,
		rc.right - rc.left, rc.bottom - rc.top,
		NULL, NULL, NULL, NULL);

	assert(m_handle);

	SetWindowLongPtr(m_handle, GWLP_USERDATA, (LONG_PTR)this);

	ShowWindow(m_handle, SW_SHOW);
	UpdateWindow(m_handle);

	HDC hDC = GetDC(m_handle);

	int pixelFormatAttributes[] = {
		WGL_DRAW_TO_WINDOW_ARB,GL_TRUE,
		WGL_SUPPORT_OPENGL_ARB,GL_TRUE,
		WGL_DOUBLE_BUFFER_ARB,GL_TRUE,
		WGL_ACCELERATION_ARB,WGL_FULL_ACCELERATION_ARB,
		WGL_PIXEL_TYPE_ARB,WGL_TYPE_RGBA_ARB,
		WGL_COLOR_BITS_ARB,24,
		WGL_DEPTH_BITS_ARB,24,
		WGL_STENCIL_BITS_ARB,8,
		0
	};

	int iPixelFormat = 0;
	UINT numFormats = 0;
	wglChoosePixelFormatARB(hDC, pixelFormatAttributes, nullptr, 1, &iPixelFormat, &numFormats);
	assert(numFormats);

	PIXELFORMATDESCRIPTOR pixelFormatDesc = {};
	DescribePixelFormat(hDC, iPixelFormat, sizeof(PIXELFORMATDESCRIPTOR), &pixelFormatDesc);
	SetPixelFormat(hDC, iPixelFormat, &pixelFormatDesc);

	int openAttributes[] = {
	WGL_CONTEXT_MAJOR_VERSION_ARB,4,
	WGL_CONTEXT_MINOR_VERSION_ARB,6,
	WGL_CONTEXT_PROFILE_MASK_ARB,WGL_CONTEXT_CORE_PROFILE_BIT_ARB,
	0
	};

	m_context = wglCreateContextAttribsARB(hDC, 0, openAttributes);
	assert(m_context);
}

OWindow::~OWindow()
{
	wglDeleteContext(m_context);
	DestroyWindow(m_handle);
}

void OWindow::makeCurrentContext()
{
	wglMakeCurrent(GetDC(m_handle), m_context);
}

void OWindow::present(bool vsync)
{
	wglSwapIntervalEXT(vsync);
	wglSwapLayerBuffers(GetDC(m_handle), WGL_SWAP_MAIN_PLANE);
}

創(chuàng)建窗口

????????這里需要解釋一些創(chuàng)建窗口的問題，其實(shí)在上一篇文件里就應(yīng)該解釋，但是當(dāng)時(shí)理解的也不到位，這里算是補(bǔ)充一下。?
????????WNDCLASSEX創(chuàng)建一個(gè)名稱為wc的結(jié)構(gòu)體實(shí)例，這個(gè)實(shí)例相當(dāng)于我們事先寫一份要?jiǎng)?chuàng)建窗口的類型申請(qǐng)表，RegisterClass這個(gè)函數(shù)就是把wc這個(gè)申請(qǐng)表提交(注冊(cè))給Window系統(tǒng)，然后當(dāng)需要?jiǎng)?chuàng)建窗口時(shí)，Window系統(tǒng)就會(huì)按這個(gè)申請(qǐng)表來創(chuàng)建。
????????RegisterClass的形參是指向WNDCLASSEX結(jié)構(gòu)體的指針，這個(gè)指針會(huì)加入到system atom table即SAT中，這樣系統(tǒng)就可以通過查找這張表來找到用戶自定義的窗口類，window預(yù)定義的窗口類指針也在SAT中。

????????SAT實(shí)際上實(shí)現(xiàn)了一種用于查詢的映射，ATOM（翻譯過來叫“原子”）實(shí)際類型是short，即16整數(shù)。ATOM表（原子表）是一個(gè)系統(tǒng)定義的用于存放字符串和相應(yīng)的標(biāo)識(shí)符的表。程序把一個(gè)字符串放入ATOM表，獲得一個(gè)相應(yīng)的16位整數(shù)，這個(gè)整數(shù)就叫原子，可以用來訪問該字符串。一個(gè)被放進(jìn)原子表的字符串叫做原子名稱。

????????只有系統(tǒng)才可直接訪問這張表，但在調(diào)用某些api函數(shù)時(shí)，如Registerclass，可以告知系統(tǒng)來存取這張表。當(dāng)然，還有本地原子表和全局原子表，這些表應(yīng)用程序是可以直接訪問的。

????????MAKEINTATOM 宏 (位于winbase.h)將指定的原子轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的字符串地址，以便可以將其傳遞給接受原子或字符串的函數(shù)。調(diào)用CreateWindowEx就用到了這個(gè)宏。

獲取繪制上下文?

????????后面補(bǔ)充的代碼是從

HDC hDC = GetDC(m_handle);

這行代碼開始，一直到

assert(m_context);

這行代碼結(jié)束，其核心的目的是獲取繪制上下文，就是 m_context 。而獲取上下文的代碼時(shí)使用的代碼是：

m_context = wglCreateContextAttribsARB(hDC, 0, openAttributes);

? ? ? ? 總體來說對(duì)我是個(gè)暈頭轉(zhuǎn)向的過程，不過大概就是先要獲取形參，第一個(gè)是hDC，也是唯一需要說明一下的，這個(gè)內(nèi)容有點(diǎn)兒多，查了老半天也是很糊涂的，先能明白多少算多少。

? ? ? ? HDC——Handle of the Device Context，中文意思是“設(shè)備上下文句柄”，這個(gè)東西會(huì)在后面多次用到。HDC是一種包含有關(guān)某個(gè)設(shè)備（如顯示器或打印機(jī)）的繪制屬性信息的 Windows 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。所有繪制調(diào)用都通過設(shè)備上下文對(duì)象進(jìn)行，這些對(duì)象封裝了用于繪制線條、形狀和文本的 Windows API。

? ? ? ? 雖然說GetDC函數(shù)很容易就獲取了這個(gè)hDC，但是對(duì)其像素格式進(jìn)行設(shè)置。就是下面的代碼：

SetPixelFormat(hDC, iPixelFormat, &pixelFormatDesc);

????????這個(gè)過程設(shè)計(jì)好幾個(gè)函數(shù)，基本沒看明白，估計(jì)照著寫就行。

? ? ? ? 就說一個(gè)wglChoosePixelFormatARB函數(shù)吧，它能夠找到合適的像素格式。

????????Windows下要通過程序設(shè)置多重采樣，必須使用wglChoosePixelFormatARB這個(gè)函數(shù)。正確使用這個(gè)函數(shù)的關(guān)鍵，就是需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)臨時(shí)窗體，通過這個(gè)窗體，我們可以獲取必須的基礎(chǔ)像素格式，然后再使用wglChoosePixelFormatARB這個(gè)函數(shù)，得到可用的多重采樣像素格式，最后，對(duì)渲染窗口設(shè)置這個(gè)像素格式即可。

四、OGraphicsEngine類

????????新增加了OGraphicsEngine類，先貼出代碼：

????????OGraphicsEngine.h文件：

#pragma once
#include<OGL3D/Math/OVec4.h>

class OGraphicsEngine
{
public:
	OGraphicsEngine();
	~OGraphicsEngine();
public:
	void clear(const OVec4& color);
};

????????OGraphicsEngine.cpp文件：

#include<OGL3D/Graphics/OGraphicsEngine.h>
#include<glad/glad.h>
#include<glad/glad_wgl.h>
#include<assert.h>
#include<stdexcept>

OGraphicsEngine::OGraphicsEngine()
{
	WNDCLASSEX wc = {};
	wc.cbSize = sizeof(WNDCLASSEX);
	wc.lpszClassName = L"OGL3DDummyWindow";
	wc.lpfnWndProc = DefWindowProc;
	wc.style = CS_OWNDC;

	auto classId = RegisterClassEx(&wc);
	assert(classId);

	auto dummyWindow = CreateWindowEx(NULL, MAKEINTATOM(classId), L"", WS_OVERLAPPED | WS_CAPTION | WS_SYSMENU, CW_USEDEFAULT, CW_USEDEFAULT,
		CW_USEDEFAULT, CW_USEDEFAULT, NULL, NULL, NULL, NULL);

	assert(dummyWindow);

	HDC dummyDC = GetDC(dummyWindow);

	PIXELFORMATDESCRIPTOR pixelFormatDesc = {};
	pixelFormatDesc.nSize = sizeof(PIXELFORMATDESCRIPTOR);
	pixelFormatDesc.nVersion = 1;
	pixelFormatDesc.iPixelType = PFD_TYPE_RGBA;
	pixelFormatDesc.dwFlags = PFD_DRAW_TO_WINDOW | PFD_SUPPORT_OPENGL | PFD_DOUBLEBUFFER;
	pixelFormatDesc.cColorBits = 32;
	pixelFormatDesc.cAlphaBits = 8;
	pixelFormatDesc.cDepthBits = 24;
	pixelFormatDesc.cStencilBits = 8;
	pixelFormatDesc.iLayerType = PFD_MAIN_PLANE;

	auto iPixelFormat = ChoosePixelFormat(dummyDC, &pixelFormatDesc);
	SetPixelFormat(dummyDC, iPixelFormat, &pixelFormatDesc);

	auto dummyContext = wglCreateContext(dummyDC);
	assert(dummyContext);

	wglMakeCurrent(dummyDC, dummyContext);

	if (!gladLoadWGL(dummyDC))throw std::runtime_error("OGraphic Engine Error:gladLoadWGL failed.");
	if (!gladLoadGL())throw std::runtime_error("OGraphic Engine Error:gladLoadGL failed.");

	wglMakeCurrent(dummyDC, 0);
	wglDeleteContext(dummyContext);
	ReleaseDC(dummyWindow, dummyDC);
	DestroyWindow(dummyWindow);
}

OGraphicsEngine::~OGraphicsEngine()
{
}

void OGraphicsEngine::clear(const OVec4& color)
{
	glClearColor(color.x,color.y,color.z,color.w);
	glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
}

?????????choosePixelFormat從HDC中選擇最匹配的內(nèi)容，返回一個(gè)索引（iPixelFormat，開頭的i應(yīng)該就是index）。

????????SetPixelformat函數(shù)將指定設(shè)備上下文（HDC）的像素格式設(shè)置為索引（iPixelFormat）指定的格式。

????????這一通操作意思就是你開始定義的PIXELFORMATDESCRIPTOR只是你自己一廂情愿的想法，設(shè)備（顯示器或者打印機(jī)）有可能支持（這當(dāng)然最好），也有可能不支持，一旦不支持，就給你找個(gè)最接近你要求的參數(shù)湊合用用。

????????wglCreateContext（為什么是wgl開頭呢？應(yīng)該是來源于Wingdi.h文件的GL函數(shù)，wingdi應(yīng)該就是Window Graphic Deviec Interface）函數(shù)創(chuàng)建一個(gè)呈現(xiàn)上下文，該上下文適用于在?hdc?引用的設(shè)備上繪圖。?

????????其返回值是HGLRC類型（the Handle of GL Rendering Context，GL渲染上下文句柄）

????????wglMakeCurrent就是指示后續(xù)在hdc上的繪制工作都是基于dummyContext的。

????????繞了一大圈都是為了這兩句：

	if (!gladLoadWGL(dummyDC))throw std::runtime_error("OGraphic Engine Error:gladLoadWGL failed.");
	if (!gladLoadGL())throw std::runtime_error("OGraphic Engine Error:gladLoadGL failed.");

????????先說一下，通過throw拋出異常會(huì)終止線程。

? ? ? ? 這兩句也都是對(duì)hDC狀態(tài)進(jìn)行設(shè)置。

五、補(bǔ)充

????????補(bǔ)充兩個(gè)文件，一個(gè)是OVec4.h文件，另一個(gè)是OPerequisites.h文件。

????????OVec4.h文件：

#pragma once
#include<OGL3D/OPerequisites.h>

class OVec4
{
public:
	OVec4() {}
	OVec4(f32 x, f32 y, f32 z, f32 w) :x(x), y(y), z(z), w(w) {}
	~OVec4() {}

public:
	f32 x = 0, y = 0, z = 0, w = 0;
};

????????OPerequisites.h文件：

#pragma once

typedef float f32;

六、后記

????????說實(shí)話，Window編程真的很繞，很晦澀（其實(shí)本來想說很**，但我要保持優(yōu)雅的底線），也許這就是壟斷的結(jié)果吧。其實(shí)以前開發(fā)蘋果App的時(shí)候，感覺蘋果對(duì)開發(fā)者就很不友好（對(duì)玩家用戶倒是友好得很?。蛔』叵朐赨nity環(huán)境下用C#編程，似乎真的很美好（Long Live Unity?。?。不過話說回來，開發(fā)游戲引擎的通常比使用引擎做游戲的工資更高，算是對(duì)被這種代碼折磨的補(bǔ)償吧 :D? ? ? ?文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-782657.html

到了這里，關(guān)于C++ OpenGL 3D Game Tutorial 2: Making OpenGL 3D Engine學(xué)習(xí)筆記的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容，請(qǐng)?jiān)谟疑辖撬阉鱐OY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章，希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)！