LearnOpenGL - Hello Window

url: https://learnopengl.com/Getting-started/Hello-Window 생성일: 2020년 12월 21일 오전 2:14

GLFW를 시작하고 실행할 수 있는지 먼저 살표보겠습니다. 먼저 .cpp 파일을 만들고 새로 만든 파일의 맨 위에 다음 include들을 추가합니다.

#include <glad/glad.h>
#include <GLFW/glfw3.h>

GLFW 앞에 GLAD를 포함해야 합니다. GLAD용 인클루드 파일에는 장면 뒤에서 필요한 OpenGL 헤더(예를 들면 GL/gl.h) 가 포함되어 있으므로 OpenGL (예를 들어 GLFW)이 필요한 다른 헤더 파일보다 GLAD를 포함해야 합니다.

다음으로, GLFW창을 인스턴스화 할 주요 함수를 만듭니다.

int main()
{
    glfwInit();
    glfwWindowHint(GLFW_CONTEXT_VERSION_MAJOR, 3); //주 버전
    glfwWindowHint(GLFW_CONTEXT_VERSION_MINOR, 3); //부 버전
    glfwWindowHint(GLFW_OPENGL_PROFILE, GLFW_OPENGL_CORE_PROFILE); //Core-Profile
    //glfwWindowHint(GLFW_OPENGL_FORWARD_COMPAT, GL_TRUE); //Mac OS
  
    return 0;
}

main함수에서 먼저 glfwInit() 으로 GLFW를 초기화 한 다음 glfwWindowHint 를 사용하여 GLFW를 구성할 수 있씁니다. glfwWindowHint 의 첫번째 인자는 구성하려는 옵션을 알려줍니다. 여기서 GLFW_ 접두사가 붙은 가능한 옵션의 큰 열거 형에서 옵션을 선택할 수 있습니다. 두번째 인수는 옵션 값을 설정하는 함수입니다. 가능한 모든 옵션 및 해당하는 값의 목록은 GLFW 창 처리 문서에서 찾을 수 있습니다. 지금 응용프로그램을 실행하려고 하는데 정의되지 않은 많은 참조 오류가 발생하면 GLFW 라이브러리를 성공적으로 연결하지 않은 것입니다.

이 책의 초점은 OpenGL 버전 3.3에 있기 때문에 GLFW에 버전 3.3이 우리가 사용하려는 OpenGL 버전임을 알려야 합니다. 이런 식으로 GLFW는 OpenGL 컨텍스트를 만들 때 적절한 준비를 할 수 있습니다. 이렇게 하면 사용자에게 적절한 OpenGL 버전이 없을 때 GLFW가 실행되지 않습니다. 우리는 주 버전과 부 버전을 모두 3.3으로 설정했습니다. 또한 GLFW에 core-profile을 명시적으로 사용하고 싶다고 했습니다. GLFW에 core-profile을 사용하고 싶다고 말하면 더 이상 필요하지 않은 이전 버전과 호환되는 기능 없이 OpenGL 기능의 더 작은 집합에 액세스 할 수 있습니다. Mac OS X에서는 초기화 코드에glfwWindowHint(GLFW_OPENGL_FORWARD_COMPAT, GL_TRUE); 를 추가해야 합니다.

시스템/하드웨어에 OpenGL 버전 3.3 이상이 설치되어 있는지 확인하십시오. 그렇지 않으면 응용 프로그램이 충돌하거나 정의되지 않은 동작이 표시됩니다. 컴퓨터에서 OpenGL 버전을 찾으려면 Linux 컴퓨터에서 glxinfo 를 호출하거나 Windows의 경우 OpenGL Extension Viewer 와 같은 유틸리티를 사용합니다. 지원되는 버전이 더 낮으면 비디오 카드가 OpenGL 3.3+를 지원하는지 확인하고 (그렇지 않으면 정말 오래된 버전입니다.) 드라이버를 업데이트하십시오.

다음으로 우리는 창 개체를 만들어야 합니다. 이 창 개체는 모든 창 데이터를 보유하며 대부분의 GLFW의 다른 기능에 필요합니다

//800 600 "Learn OpenGL" 이라는 창의 윈도우. 함수가 그 개체를 반환함
GLFWwindow* window = glfwCreateWindow(800, 600, "LearnOpenGL", NULL, NULL);
if (window == NULL)
{
    std::cout << "Failed to create GLFW window" << std::endl;
    glfwTerminate(); //종료
    return -1;
}
glfwMakeContextCurrent(window); //현재 스레드의 기본 컨텍스트

glfwCreateWindow 함수는 각각 처음 두개의 인수로 창 너비와 높이를 필요로 합니다. 세번째 인수를 사용하면 창의 이름을 만들 수 있습니다. 지금은 "LearnOpenGL" 이라고 부르지만, 원하는대로 이름을 지정할 수 있습니다. 마지막 2개의 매개 변수는 무시할 수 있습니다. 이 함수는 나중에 다른 GLFW 작업에 필요한 GLFWwindow 개체를 반환합니다. 그 후 GLFW에게 창의 컨텍스트를 현재 스레드의 기본 컨텍스트로 만들도록 지시합니다.

GLAD

이전 챕터에서 GLAD가 OpenGL을 사용하기 위한 함수 포인터를 관리한다고 말했습니다. 그래서 우리는 OpenGL 함수들을 호출하기 이전에 GLAD를 초기화 할 것입니다.

if (!gladLoadGLLoader((GLADloadproc)glfwGetProcAddress))
{
    std::cout << "Failed to initialize GLAD" << std::endl;
    return -1;
}    

OS별 OpenGL 함수 포인터의 주소를 로드 하는 함수를 GLAD에 전달합니다. GLFW는 우리가 컴파일 하는 OS에 따라 올바른 함수를 정의하는 glfwGetProcAddress를 제공합니다.

Viewport

렌더링을 시작하기 전에 마지막으로 해야 할 일이 있씁니다. OpenGL이 창에 대한 데이터와 좌표를 표시하는 방법을 알 수 있도록 렌더링 창의 크기를 OpenGL에 알려야 합니다. glViewport 함수를 통해 이러한 치수를 설정할 수 있습니다.

glViewport(0, 0, 800, 600);

glViewport의 첫 두 인자는 창의 왼쪽 하단 모서리의 위치를 설정합니다. 세 번째와 네 번째 매개 변수는 렌더링 창의 너비와 높이를 픽셀 단위로 설정하며 GLFW의 창 크기와 동일하게 설정합니다.

실제로 뷰포트의 크기를 GLFW의 크기보다 작은 값으로 설정할 수 있습니다. 그러면 모든 OpenGL 렌더링이 더 작은 창에 표시되고 예를 들어 OpenGL 뷰포트 외부에 다른 요소를 표시할 수 있습니다.

이 씬 뒤에 OpenGL은 glViewport를 통해 지정된 데이터를 사용하여 처리한 2D좌표를 화면의 좌표로 변환합니다. 예를 들어 처리 된 위치 (-0.5,0.5) 는 (최종 변환으로) 화면 좌표에서 (200, 450) 에 매핑됩니다. OpenGL에서 처리 된 좌표는 -1과 1 사이이므로 (-1 ~ 1) 이 (0, 800)과 (0,600)까지의 범위를 효과적으로 매핑합니다.

그러나 사용자가 창 크기를 조정하는 순간 뷰포트도 조정되어야 합니다. 창 크기를 조정할 때마다 호출되는 창에 콜백 함수를 등록할 수 있습니다. 이 크기 조정 콜백 함수에는 다음과 같은 프로토 타입이 있습니다.

void framebuffer_size_callback(GLFWwindow* window, int width, int height);  

프레임 버퍼 크기 함수는 GLFWwindow를 첫 번째 인수로 사용하고, 새 창 크기를 나타내는 두 개의 정수를 사용합니다. 창 크기가 변경 될 때마다 GLFW는 이 함수를 호출하고 처리 할 적절한 인자를 채웁니다.

void framebuffer_size_callback(GLFWwindow* window, int width, int height)
{
    glViewport(0, 0, width, height);
}  

우리는 GLFW에 등록하여 모든 창 크기 조정에서 이 함수를 호출하길 원한다고 알려야 합니다.

glfwSetFramebufferSizeCallback(window, framebuffer_size_callback);  

창이 처음 표시되면 framebuffer_size_callback 이 결과 창 크기와 함께 호출됩니다. 레티나 디스플레이의 경우 너비와 높이는 원래 입력 값 보다 훨씬 높아집니다.

Ready your engines

애플리케이션이 단일 이미지를 그린 다음 즉시 종료하고 창을 닫는 것을 원하지 않습니다. 우리는 프로그램이 명시적으로 중지하라는 지시를 받을 때까지 애플리케이션이 이미지를 그리고 사용자 입력을 계속 처리하기를 원합니다. 이런 이유로 우리는 GLFW에게 중지하라고 말할 때까지 계속 실행되는 렌더 루프라고 부르는 while 루프를 만들어야 합니다. 다음 코드는 매우 간단한 렌더링 루프를 보여줍니다.

while(!glfwWindowShouldClose(window))
{
    glfwSwapBuffers(window);
    glfwPollEvents();    
}

glfwWindowShouldClose 함수는 GLFW가 닫히도록 지시되었는지 각 루프 반복의 시작에서 확인합니다. 만약 그렇다면 함수는 true 를 반환하고 렌더링 루프 실행이 중지 된 후 애플리케이션을 닫을 수 있습니다.

glfwPollEvents 함수는 (키보드 입력 또는 마우스 이동 이벤트와 같은) 이벤트가 트리거되었는지 확인하고 창 상태를 업데이트하며 해당 함수를 호출합니다 (콜백 메서드를 통해 등록할 수 있음). glfwSwapBuffers는 이 렌더링 반복중에 렌더링하는데 사용되는 색상 버퍼(GLFW 창의 각 픽셀에 대한 색상 값을 포함하는 큰 2D 버퍼)를 고체하고 화면에 출력으로 표시합니다.

Double buffer 응용 프로그램이 단일 버퍼에 그릴 때 결과 이미지에 깜박임 문제가 표시될 수 있습니다. 이는 결과 출력 이미지가 순식간에 그려지지 않고 픽셀 단위로 그려지기 때문이며 일반적으로 왼쪽에서 오른쪽으로, 위에서 아래로 그려집니다. 이 이미지는 렌더링되는 동안 사용자에게 즉시 표시되지 않으므로 결과에 아티팩트(눈에 보일 정도로 이상한거)가 포함될 수 있씁니다. 이러한 문제를 피하기 위해 윈도우 응용 프로그램은 렌더링에 이중 버퍼를 적용합니다. 프론트 버퍼에는 화면에 표시되는 최종 결과만 그려주고, 모든 렌더링 명령은 백 버퍼로 그려집니다. 모든 렌더링 명령이 완료 되자말자 벡 버퍼를 프론트 버퍼로 교체하여 이미지가 렌더링 되지 않고 표시될 수 있도록 앞서 언급한 모든 아티팩트를 제거합니다.

One last thing

렌더링 루프를 종료하자 말자 할당 된 모든 GLFW 리소스를 적절하게 정리/삭제해야 합니다. main함수 끝에서 호출하는 glfwTerminate함수를 통해 이를 수행할 수 있습니다.

glfwTerminate();
return 0;

이렇게 하면 모든 리소스가 정리되고 응용 프로그램이 제대로 종료됩니다. 이제 응용 프로그램을 컴파일하고 모든 것이 잘되면 다음 화면을 볼 수 있습니다.

매우 지루하고 지루한 검정색 이미지라면 제대로 한 것입니다! 올바른 이미지를 얻지 못했거나 모든 것이 어떻게 조화를 이루는 지 혼란스러우면 전체 소스 코드를 확인하십시오.

응용 프로그램을 컴파일하는 데 문제가 있는 경우 먼저 모든 링커 옵션이 올바르게 설정되어 있고 IDE에 올바른 디렉토리를 올바르게 포함했는지 확인하세요(이전 장에 있음). 또한 코드가 올바른지 확인하세요. 전체 소스 코드와 비교하여 확인할 수 있습니다.

Input

또한 GLFW에서 어떤 형태의 입력 제어를 원하며 GLFW의 여러 입력 기능을 사용하여 이를 달성할 수 있습니다. 우리는 창을 키와 함께 입력으로 취하는 GLFW의 glfwGetKEy 함수를 사용할 것입니다. 이 함수는 이 키가 현재 눌러져 있는지에 대한 여부를 반환합니다. 모든 입력코드를 체계적으로 유지하기 위해 processInput 함수를 만들고 싶습니다.

void processInput(GLFWwindow *window)
{
    if(glfwGetKey(window, GLFW_KEY_ESCAPE) == GLFW_PRESS)
        glfwSetWindowShouldClose(window, true);
}

여기서 사용자가 ESC 키를 눌렀는지 확인합니다. (누르지 않으면 glfwGetKey는 GLFW_RELEASE를 반환합니다) 사용자가 ESC키를 눌렀다면 glfwSetWindowShouldClose를 사용하여 WindowShouldClose 속성을 true 로 설정하여 GLFW를 닫습니다. 그러면 메인 while 루프의 다음 조건 검사가 실패하고 응용 프로그램이 닫힙니다.

그런 다음 렌더링 루프가 반복 될때마다 processInput을 호출합니다.

while (!glfwWindowShouldClose(window))
{
    processInput(window);

    glfwSwapBuffers(window);
    glfwPollEvents();
}  

이를 통해 특정 키가 눌러졌는지 확인하고 모든 프레임에 따라 반응할 수 있는 쉬운 방법을 제공합니다. 렌더링 루프의 반복은 일반적으로 프레임이라고 불립니다.

Rendering

루프의 각 반복 또는 프레임마다 모든 렌더링 명령을 실행하기를 원하기 때문에 모든 렌더링 명령을 렌더링 루프에 배치하려고 합니다. 이것은 다음과 같이 보일겁니다.

// 렌더링 루프
while(!glfwWindowShouldClose(window))
{
    // 입력
    processInput(window);

    // 렌더링 커맨드
    ...

		// 이벤트를 체크하고 호출하고 버퍼를 교체합니다.
    glfwPollEvents();
    glfwSwapBuffers(window);
}

실제로 작동하는지 테스트 하기 위해 선택한 색상으로 화면을 지우고 싶습니다. 그렇지 않으면 이전 프레임의 결과가 계속 표시됩니다 (원하는 효과일 수 있지만 일반적으로 그렇지 않습니다.) glClear를 사용하여 화면의 색상 버퍼를 지울 수 있습니다. 여기서 버퍼 비트를 전달하여 지울 버퍼를 지정합니다. 설정할 수 있는 비트는 GL_COLOR_BUFFER_BIT , GL_DEPTH_BUFFER_BIT 그리고 GL_STENCIL_BUFFER_BIT 입니다. 지금은 색상 값만 고려하므로 생상 버퍼를 지웁니다.

glClearColor(0.2f, 0.3f, 0.3f, 1.0f);
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);

glClearColor를 사용하여 화면을 지우는 색상을 지정합니다. glClear를 호출하고 생상 버퍼를 지울 때마다 전체 생상 버퍼가 glClearColor에 의해 구성된 색상으로 채워집니다. 이렇게 하면 짙은 청록색이 됩니다.

OpenGL 챕터에서 기억할 수 있듯이 glClearColor 함수는 상태지정 함수이고 glClear는 현재 상태를 사용하여 클리어링 색상을 검색한다는 점에서 상태사용 함수입니다.

전체 소스 코드는 여기에서 볼 수 있습니다.

지금 우리는 다음챕터를 위한 많은 렌더링 호출로 렌더링 루프를 채울 모든 준비를 마쳤습니다,