初始图形API

图形API是软件与硬件沟通的桥梁，提供了一系列可以操作图形、图像的函数。现在常用的图形API有OpenGL、DirectX、Vulkan，其中DX仅支持Windows平台，而OpenGL和Vulkan都是跨平台的图形API，可以支持IOS系统、安卓系统等。随着时代的进步，OpenGL的使用正在逐渐减少，未来Vulkan是更好的发展方向。

不过严格来说，OpenGL本身并不是一个API，它仅仅是一个由Khronos组织制定并维护的规范(Specification)。具体来说，你不太可能找到一个OpenGL的函数的具体实现。因为这些函数的具体实现是由硬件厂商（如AMD、Nvidia、微星等）来做的，他们只是根据OpenGL制定的规范针对他们各家的硬件来完成具体的实现。所以OpenGL函数的具体实现方式与你的电脑GPU品牌型号有关。

初识OpenGL

核心模式和立即渲染模式

  • OpenGL3.2前：使用立即渲染模式（Immediate mode，固定渲染模式），绘图方便，自由度低
  • OpenGL3.2后：使用核心模式（Core-profile），绘图相对麻烦，自由度高

拓展

对显卡新特性的支持。当一个显卡公司提出一个新特性或者渲染上的大优化，通常会以扩展的方式在驱动中实现。
如：

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if(GL_ARB_extension_name)
{
    // 使用硬件支持的全新的现代特性
}
else
{
    // 不支持此扩展: 用旧的方式去做
}

状态机

OpenGL本身就是一个状态机，OpenGL的状态通常被称为上下文（Context）。
例如，更改OpenGL的状态：设置选项，操作缓冲，使用当前上下文进行渲染。

对象

OpenGL的抽象层中的一个。指一些选项的集合，代表OpenGL状态的一个子集。比如，可以用一个对象表示绘图窗口的设置，用于设置大小、颜色位数等。

了解OpenGL的库

GLUT

早期版本的库文件，freeglut是开源版本的glut。glut/freeglut主要包含OpenGL 1.0的基本函数功能
（包括窗口操作函数，窗口初始化、窗口大小、窗口位置等函数；
回调函数：响应刷新消息、键盘消息、鼠标消息、定时器函数等；
创建复杂的三维物体；
菜单函数；程序运行函数）。

GLEW

使用OpenGL 2.0后的一个工具函数，用来查找OpenGL函数的实现，并初始化。

GLFW

跨平台的OpenGL库，支持OpenGL、OpenGL ES、Vulkan。用于管理窗口、读取输入、处理事件。

GLAD

最新的OpenGL接口第三方库，glew的升级版。

配置环境并绘制窗口

配置环境

网上的教程挺多的，遂不再赘述。可以回顾LearnOpenGL

绘制窗口

代码如下,这里用的glfw和glad：

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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;

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;
    }

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

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

        // glfw: swap buffers and poll IO events (keys pressed/released, mouse moved etc.)
        // -------------------------------------------------------------------------------
        glfwSwapBuffers(window);
        glfwPollEvents();
    }

    // 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);
}