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OpenGLのAPI導入⇒生成⇒表示まで

2022/02/10に公開約9,200字

・はじめに

LinuxでUnityやunreal engineなど3Dのゲームを(C++)で制作する場合に、必要なライブラリ。
ほかのOSはわかりませんが、Ubuntu(linux)はインストールしただけでは使えないので、API生成⇒ファイルの置き場所⇒コンパイル⇒表示までまとめました。

対象者:linuxでC++でゲームを作られる方。3Dゲームのレンダリング等を始められる方。
記事制作日:2022/02/11現在
OS:Ubuntu 22.04(LTS_DEV) Jammy Jellyfish (development branch)
グラフィック:Intel® HD Graphics 4000 (IVB GT2)
成功したので、たぶんNvidiaでもいけると思う。

手順のソース

https://medium.com/geekculture/a-beginners-guide-to-setup-opengl-in-linux-debian-2bfe02ccd1e

必要なaptライブラリ

sudo apt-get update
sudo apt-get install cmake pkg-config 
sudo apt-get install mesa-utils libglu1-mesa-dev freeglut3-dev mesa-common-dev 
sudo apt-get install libglew-dev libglfw3-dev libglm-dev 
sudo apt-get install libao-dev libmpg123-dev

github openGL公式からインストールとコンパイル

cd /usr/local/lib/
sudo git clone https://github.com/glfw/glfw.git
sudo chmod -R a+rwx glfw
cd glfw
cmake .
make
sudo make install

※ルート内作業です。

・GLAD(Multi-language Loader Generator)
平たく言うと、openGLの関数をWeb上で
用途に合わせて生成してくれるジェネレーター。

https://glad.dav1d.de/


・言語選択 C++


・APIセクションでバージョン選択 3.3以上推奨


・プロファイルは、coreになっている事を確認

最後に、右下のGENERATEでzipファイルが生成されます。
で、glad.zipファイルの中にincludeとsrcという2つのフォルダが生成されます。

で、それぞれ行き先が違うのでincludeの中身(KHRとgladというフォルダ中身はヘッダーファイル)は、元からある/usr/include/のフォルダ直下に。
(決して、そのまま上書きしないように)

src側には、glad.cのcソースファイルが入ってます。
こちらは、現在作業中のディレクトリに入れるように書いてあります。
今回は/usr/src(既存のディレクトリ)に。

sudo cp -R include/* /usr/include/
sudo cp -R src/* /usr/src
#src移動先はプロジェクトごとに適宜変更してください。今回は一例。

で、同じ/usr/srcフォルダに、openGLデバッグ用のソースを作成
ファイル名:hello_triangle.cppで作成

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

#include <iostream>

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

// settings
const unsigned int SCR_WIDTH = 800;
const unsigned int SCR_HEIGHT = 600;

const char *vertexShaderSource = "#version 330 core\n"
    "layout (location = 0) in vec3 aPos;\n"
    "void main()\n"
    "{\n"
    "   gl_Position = vec4(aPos.x, aPos.y, aPos.z, 1.0);\n"
    "}\0";
const char *fragmentShaderSource = "#version 330 core\n"
    "out vec4 FragColor;\n"
    "void main()\n"
    "{\n"
    "   FragColor = vec4(1.0f, 0.5f, 0.2f, 1.0f);\n"
    "}\n\0";

int main()
{
    // glfw: initialize and configure
    // ------------------------------
    glfwInit();
    glfwWindowHint(GLFW_CONTEXT_VERSION_MAJOR, 3);
    glfwWindowHint(GLFW_CONTEXT_VERSION_MINOR, 3);
    glfwWindowHint(GLFW_OPENGL_PROFILE, GLFW_OPENGL_CORE_PROFILE);

#ifdef __APPLE__
    glfwWindowHint(GLFW_OPENGL_FORWARD_COMPAT, GL_TRUE);
#endif

    // glfw window creation
    // --------------------
    GLFWwindow* window = glfwCreateWindow(SCR_WIDTH, SCR_HEIGHT, "LearnOpenGL", NULL, NULL);
    if (window == NULL)
    {
        std::cout << "Failed to create GLFW window" << std::endl;
        glfwTerminate();
        return -1;
    }
    glfwMakeContextCurrent(window);
    glfwSetFramebufferSizeCallback(window, framebuffer_size_callback);

    // glad: load all OpenGL function pointers
    // ---------------------------------------
    if (!gladLoadGLLoader((GLADloadproc)glfwGetProcAddress))
    {
        std::cout << "Failed to initialize GLAD" << std::endl;
        return -1;
    }


    // build and compile our shader program
    // ------------------------------------
    // vertex shader
    unsigned int vertexShader = glCreateShader(GL_VERTEX_SHADER);
    glShaderSource(vertexShader, 1, &vertexShaderSource, NULL);
    glCompileShader(vertexShader);
    // check for shader compile errors
    int success;
    char infoLog[512];
    glGetShaderiv(vertexShader, GL_COMPILE_STATUS, &success);
    if (!success)
    {
        glGetShaderInfoLog(vertexShader, 512, NULL, infoLog);
        std::cout << "ERROR::SHADER::VERTEX::COMPILATION_FAILED\n" << infoLog << std::endl;
    }
    // fragment shader
    unsigned int fragmentShader = glCreateShader(GL_FRAGMENT_SHADER);
    glShaderSource(fragmentShader, 1, &fragmentShaderSource, NULL);
    glCompileShader(fragmentShader);
    // check for shader compile errors
    glGetShaderiv(fragmentShader, GL_COMPILE_STATUS, &success);
    if (!success)
    {
        glGetShaderInfoLog(fragmentShader, 512, NULL, infoLog);
        std::cout << "ERROR::SHADER::FRAGMENT::COMPILATION_FAILED\n" << infoLog << std::endl;
    }
    // link shaders
    unsigned int shaderProgram = glCreateProgram();
    glAttachShader(shaderProgram, vertexShader);
    glAttachShader(shaderProgram, fragmentShader);
    glLinkProgram(shaderProgram);
    // check for linking errors
    glGetProgramiv(shaderProgram, GL_LINK_STATUS, &success);
    if (!success) {
        glGetProgramInfoLog(shaderProgram, 512, NULL, infoLog);
        std::cout << "ERROR::SHADER::PROGRAM::LINKING_FAILED\n" << infoLog << std::endl;
    }
    glDeleteShader(vertexShader);
    glDeleteShader(fragmentShader);

    // set up vertex data (and buffer(s)) and configure vertex attributes
    // ------------------------------------------------------------------
    float vertices[] = {
        -0.5f, -0.5f, 0.0f, // left  
         0.5f, -0.5f, 0.0f, // right 
         0.0f,  0.5f, 0.0f  // top   
    }; 

    unsigned int VBO, VAO;
    glGenVertexArrays(1, &VAO);
    glGenBuffers(1, &VBO);
    // bind the Vertex Array Object first, then bind and set vertex buffer(s), and then configure vertex attributes(s).
    glBindVertexArray(VAO);

    glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, VBO);
    glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(vertices), vertices, GL_STATIC_DRAW);

    glVertexAttribPointer(0, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 3 * sizeof(float), (void*)0);
    glEnableVertexAttribArray(0);

    // note that this is allowed, the call to glVertexAttribPointer registered VBO as the vertex attribute's bound vertex buffer object so afterwards we can safely unbind
    glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, 0); 

    // You can unbind the VAO afterwards so other VAO calls won't accidentally modify this VAO, but this rarely happens. Modifying other
    // VAOs requires a call to glBindVertexArray anyways so we generally don't unbind VAOs (nor VBOs) when it's not directly necessary.
    glBindVertexArray(0); 


    // uncomment this call to draw in wireframe polygons.
    //glPolygonMode(GL_FRONT_AND_BACK, GL_LINE);

    // render loop
    // -----------
    while (!glfwWindowShouldClose(window))
    {
        // input
        // -----
        processInput(window);

        // render
        // ------
        glClearColor(0.2f, 0.3f, 0.3f, 1.0f);
        glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);

        // draw our first triangle
        glUseProgram(shaderProgram);
        glBindVertexArray(VAO); // seeing as we only have a single VAO there's no need to bind it every time, but we'll do so to keep things a bit more organized
        glDrawArrays(GL_TRIANGLES, 0, 3);
        // glBindVertexArray(0); // no need to unbind it every time 
 
        // glfw: swap buffers and poll IO events (keys pressed/released, mouse moved etc.)
        // -------------------------------------------------------------------------------
        glfwSwapBuffers(window);
        glfwPollEvents();
    }

    // optional: de-allocate all resources once they've outlived their purpose:
    // ------------------------------------------------------------------------
    glDeleteVertexArrays(1, &VAO);
    glDeleteBuffers(1, &VBO);
    glDeleteProgram(shaderProgram);

    // glfw: terminate, clearing all previously allocated GLFW resources.
    // ------------------------------------------------------------------
    glfwTerminate();
    return 0;
}

// process all input: query GLFW whether relevant keys are pressed/released this frame and react accordingly
// ---------------------------------------------------------------------------------------------------------
void processInput(GLFWwindow *window)
{
    if (glfwGetKey(window, GLFW_KEY_ESCAPE) == GLFW_PRESS)
        glfwSetWindowShouldClose(window, true);
}

// glfw: whenever the window size changed (by OS or user resize) this callback function executes
// ---------------------------------------------------------------------------------------------
void framebuffer_size_callback(GLFWwindow* window, int width, int height)
{
    // make sure the viewport matches the new window dimensions; note that width and 
    // height will be significantly larger than specified on retina displays.
    glViewport(0, 0, width, height);
}

ソース元:

https://medium.com/geekculture/a-beginners-guide-to-setup-opengl-in-linux-debian-2bfe02ccd1e

/usr/src直下でコンパイル

sudo g++ hello_triangle.cpp glad.c -ldl -lglfw

テストファイルから、三角形がレンダリングされれば成功です。

お疲れ様でした。
エラーが出る場合は、パーミッションが違ったり、ルートになってなかったりだと思いますので、各自、ご確認ください。

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