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C++ OpenGL中几个常见库及其区别

news 2025/8/23 13:53:56

以前有段时间边学习边记录OpenGL开发知识，中间项目事情耽误了，现在又有时间继续学习OpenGL。主要想达成的目的是想基于国产化平台开发一个便于移植的浏览GIS影像的轻量化软件，但是对于其中有几个常见的库，总是搞不懂有啥区别和联系。通过豆包中的解释基本搞清楚了，便于以后查阅，特此记录
下面分别介绍：glfw、glad、GLEW 、glm

以前学习笔记：
C++ OpenGL学习笔记（1、Hello World空窗口程序）
C++ OpenGL学习笔记（2、绘制橙色三角形绘制、绿色随时间变化的三角形绘制）
C++ OpenGL学习笔记（3、绘制彩色三角形、绘制彩色矩形）
C++ OpenGL学习笔记（4、绘制贴图纹理）

- 1、glfw（窗口和输入管理库）
- - 1.1、典型用途：
- 2、glad（OpenGL 函数加载库）
- - 2.1、典型用途
- 3、GLEW （老版本glad ）
- - 3.1、GLEW 的核心作用
  - 3.2、GLEW 的主要功能就是：
  - 3.3、GLEW 与其他库的关系
  - 3.4、典型用途
  - 3.5、现状与选择建议
- 4、glm（数学库）
- - 4.1、典型用途
- 总结：四者的协作关系

1、glfw（窗口和输入管理库）

核心功能：负责创建和管理 OpenGL 上下文、窗口，以及处理键盘、鼠标等输入事件。
解决的问题：
OpenGL 本身不提供窗口创建和输入处理功能（它仅关注图形渲染），需要依赖操作系统的窗口系统（如 Windows 的 Win32、Linux 的 X11 等）。
GLFW 封装了不同操作系统的底层窗口接口，提供跨平台（Windows/macOS/Linux）的统一 API，让开发者无需关注操作系统差异。

1.1、典型用途：

// 初始化GLFW
glfwInit();
// 创建窗口和OpenGL上下文
GLFWwindow* window = glfwCreateWindow(800, 600, "窗口标题", NULL, NULL);
// 事件循环（处理输入、窗口关闭等）
while (!glfwWindowShouldClose(window)) {glfwPollEvents(); // 处理输入事件// 渲染逻辑...glfwSwapBuffers(window); // 交换前后缓冲区
}

2、glad（OpenGL 函数加载库）

核心功能：自动加载 OpenGL 函数指针，让程序能调用 OpenGL 的底层接口。
解决的问题：
OpenGL 是一个规范，具体实现由显卡驱动提供，且函数地址在运行时才确定（而非编译时）。
不同操作系统、显卡驱动对 OpenGL 函数的导出方式不同，直接调用会导致编译或运行错误。
GLAD 会根据你指定的 OpenGL 版本和扩展，生成对应的函数加载代码，自动获取函数地址。

2.1、典型用途

// 初始化GLAD（需传入GLFW的函数指针获取函数）
if (!gladLoadGLLoader((GLADloadproc)glfwGetProcAddress)) {// 加载失败处理
}
// 之后即可直接调用OpenGL函数
glClearColor(0.2f, 0.3f, 0.3f, 1.0f); // 设置清屏颜色
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT); // 清屏

3、GLEW （老版本glad ）

GLEW与glad 类似，但出现时间更早，是早期 OpenGL 开发中广泛使用的工具

3.1、GLEW 的核心作用

OpenGL 标准仅定义了接口规范，具体实现由显卡驱动提供。由于：
OpenGL 的函数地址运行时动态链接（而非编译时静态链接），程序需要在运行时获取函数地址才能调用；
不同显卡支持的 OpenGL 版本（如 3.3、4.6）和扩展（如 GL_ARB_texture_compression）差异很大，需要动态检测和加载支持的函数。

3.2、GLEW 的主要功能就是：

自动检测当前系统支持的 OpenGL 核心函数和扩展函数；
动态加载这些函数的地址，让开发者可以直接调用（无需手动处理跨平台、跨驱动的函数地址获取逻辑）。

3.3、GLEW 与其他库的关系

与 GLFW：两者互补。GLFW 负责窗口创建和输入管理，GLEW 负责 OpenGL 函数加载，通常一起使用。
与 GLAD：两者功能重叠（都是函数加载库），但 GLAD 是较新的替代方案，支持更灵活的 OpenGL 版本配置（可精确指定需要加载的核心功能和扩展），而 GLEW 对较新的 OpenGL 版本（如 4.5+）支持不如 GLAD 及时。
与 GLM：无直接关联，GLM 是数学库，GLEW 是函数加载库，可配合使用。

3.4、典型用途

#include <GL/glew.h>   // 必须在GLFW之前包含
#include <GLFW/glfw3.h>int main() {// 1. 初始化GLFW并创建窗口（略）glfwInit();GLFWwindow* window = glfwCreateWindow(800, 600, "GLEW Example", NULL, NULL);glfwMakeContextCurrent(window);// 2. 初始化GLEW（关键步骤）if (glewInit() != GLEW_OK) {// 初始化失败处理return -1;}// 3. 之后即可直接调用OpenGL函数（由GLEW加载完成）glClearColor(0.2f, 0.3f, 0.3f, 1.0f);// ... 其他渲染逻辑
}

3.5、现状与选择建议

GLEW 曾是 OpenGL 开发的标配，但随着 GLAD 的出现，其使用率逐渐下降。
选择建议：
新项目优先使用 GLAD（更轻量、配置更灵活，对新 OpenGL 版本支持更好）；
维护旧项目或依赖 GLEW 的第三方库时，仍需使用 GLEW。
无论使用 GLEW 还是 GLAD，核心目的都是解决 OpenGL 函数的跨平台动态加载问题，让开发者能专注于渲染逻辑而非底层接口细节。

4、glm（数学库）

核心功能：提供 OpenGL 开发中常用的数学运算（向量、矩阵、变换等），语法设计贴合 OpenGL 的坐标系统和着色器语言（GLSL）。
解决的问题：
3D 渲染依赖大量数学运算（如矩阵乘法、向量变换、透视投影等），手动实现容易出错且跨平台兼容性差。
GLM 的数据结构（如 glm::vec3 向量、glm::mat4 矩阵）可直接与 OpenGL 着色器交互（内存布局一致）。

4.1、典型用途

#include <glm/glm.hpp>
#include <glm/gtc/matrix_transform.hpp>// 创建一个3D向量
glm::vec3 position(0.0f, 0.0f, 5.0f);
// 创建透视投影矩阵（符合OpenGL的右手坐标系）
glm::mat4 projection = glm::perspective(glm::radians(45.0f), // 视野角度800.0f / 600.0f,     // 宽高比0.1f, 100.0f         // 近/远平面
);
// 传递矩阵到着色器（可直接通过指针访问内存）
glUniformMatrix4fv(matrixLoc, 1, GL_FALSE, &projection[0][0]);