OpenGL是一款跨平台的图形渲染API，广泛用于游戏开发、建筑设计、工业仿真、科学研究等领域。如果你想在计算机图形方面有所建树，掌握OpenGL必不可少。本文将为您提供一份从零开始的OpenGL教程，帮助您快速掌握OpenGL的基础知识和绝技。

　　1. 安装OpenGL

　　首先，要使用OpenGL，需要在计算机上安装OpenGL开发环境。一般来说，安装OpenGL需要完成以下几个步骤：

　　1.1安装OpenGL的SDK和库文件：可以从OpenGL官网（https://www.opengl.org/）上下载安装包，然后根据提示进行安装。

　　1.2设置IDE：编程中需要用到IDE（集成开发环境），如Visual Studio、Eclipse等。

　　1.3添加库文件：将OpenGL库文件添加到IDE中，以便在编写代码时调用。

　　2.学习OpenGL基础知识

　　在理解OpenGL的基础知识之前，必须先了解OpenGL的结构和概念：

　　OpenGL是由状态机作为基础的，每一个状态都有自己的属性，包括可见性、颜色、位置等。OpenGL的工作方式是从状态机设定的状态开始，根据API调用逐步修改状态，最终显示在屏幕上。

　　OpenGL的主要术语包括：

　　顶点（Vertex）：指在三维坐标系中定义的点。

　　三角形（Triangle）：通过顶点之间连接和填充颜色、纹理形成的三角形。

　　渲染（Rendering）：指将图形或图像可视化的过程。

　　着色器（Shader）：允许程序员以自定义方式计算每个像素的颜色。

　　VAO（Vertex Array Object）：用于存储所有渲染数据的容器。

　　VBO（Vertex Buffer Object）：储存一组由OpenGL渲染的一系列“点”。

　　3.创建第一个OpenGL程序

　　学习了OpenGL基础知识后，我们来创建一个简单的OpenGL程序。

　　步骤：

　　3.1 新建工程。

　　3.2 建立OpenGL窗口。

　　3.3 渲染窗口。

　　详细代码如下：

　　```

　　#include

　　void OnDisplay() {

　　 glClearColor(0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f);

　　 glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);

　　 glutSwapBuffers();

　　}

　　int main(int argc, char** argv) {

　　 glutInit(&argc, argv);

　　 glutInitDisplayMode(GLUT_DOUBLE);

　　 glutInitWindowSize(800, 600);

　　 glutCreateWindow("My First OpenGL Window");

　　 glutDisplayFunc(OnDisplay);

　　 glutMainLoop();

　　 return 0;

　　}

　　```

　　以上代码演示了如何使用OpenGL创建一个最基础的窗口。其中：

　　glClearColor()的作用是设置清屏颜色；

　　glClear()的作用是清除缓存数据；

　　glutSwapBuffers()的作用是展示渲染结果；

　　glutDisplayFunc()是OpenGL调用渲染函数的函数。

　　4.创建一个矩形

　　了解了如何创建OpenGL的窗口之后，接下来，我们创建一个矩形来更好地理解OpenGL。

　　步骤：

　　4.1 创建一个VAO对象。

　　4.2 创建一个VBO对象。

　　4.3 绑定VAO。

　　4.4 把VBO数据传给GPU。

　　4.5 编写着色器。

　　4.6 绘制矩形。

　　详细代码如下：

　　```

　　#include

　　#include

　　const GLfloat vVerts[] = {

　　 0.0f, 0.5f, 0.0f,

　　 -0.5f, -0.5f, 0.0f,

　　 0.5f, -0.5f, 0.0f

　　};

　　GLuint VBO, VAO;

　　//顶点着色器

　　const char* vertexShaderSource =

　　 "#version 330 core "

　　 "layout (location = 0) in vec3 aPos;"

　　 "void main() {"

　　 " gl_Position = vec4(aPos.x, aPos.y, aPos.z, 1.0);"

　　 "}";

　　//片段着色器

　　const char* fragmentShaderSource =

　　 "#version 330 core "

　　 "out vec4 FragColor;"

　　 "void main() {"

　　 " FragColor = vec4(1.0f, 0.5f, 0.2f, 1.0f);"

　　 "}";

　　void OnDisplay() {

　　 glClearColor(0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f);

　　 glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);

　　 glUseProgram(shaderProgram);

　　 glBindVertexArray(VAO);

　　 glDrawArrays(GL_TRIANGLES, 0, 3);

　　 glBindVertexArray(0);

　　 glutSwapBuffers();

　　}

　　void OnCreate() {

　　 glGenVertexArrays(1, &VAO); //生成VAO

　　 glGenBuffers(1, &VBO); //生成VBO

　　 glBindVertexArray(VAO);

　　 glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, VBO);

　　 glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(vVerts), vVerts, GL_STATIC_DRAW);

　　 glVertexAttribPointer(0, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 3 * sizeof(GLfloat), (GLvoid*)0);

　　 glEnableVertexAttribArray(0);

　　 glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, 0);

　　 glBindVertexArray(0);

　　 //编译着色器

　　 GLint success;

　　 GLchar infoLog[512];

　　 GLuint vertexShader = glCreateShader(GL_VERTEX_SHADER);

　　 glShaderSource(vertexShader, 1, &vertexShaderSource, NULL);

　　 glCompileShader(vertexShader);

　　 glGetShaderiv(vertexShader, GL_COMPILE_STATUS, &success);

　　 if (!success) {

　　 glGetShaderInfoLog(vertexShader, 512, NULL, infoLog);

　　 std::cout << "ERROR::SHADER::VERTEX::COMPILATION_FAILED " << infoLog << std::endl;

　　 }

　　 GLuint fragmentShader = glCreateShader(GL_FRAGMENT_SHADER);

　　 glShaderSource(fragmentShader, 1, &fragmentShaderSource, NULL);

　　 glCompileShader(fragmentShader);

　　 glGetShaderiv(fragmentShader, GL_COMPILE_STATUS, &success);

　　 if (!success) {

　　 glGetShaderInfoLog(fragmentShader, 512, NULL, infoLog);

　　 std::cout << "ERROR::SHADER::FRAGMENT::COMPILATION_FAILED " << infoLog << std::endl;

　　 }

　　 GLuint shaderProgram = glCreateProgram();

　　 glAttachShader(shaderProgram, vertexShader);

　　 glAttachShader(shaderProgram, fragmentShader);

　　 glLinkProgram(shaderProgram);

　　 glGetProgramiv(shaderProgram, GL_LINK_STATUS, &success);

　　 if (!success) {

　　 glGetProgramInfoLog(shaderProgram, 512, NULL, infoLog);

　　 std::cout << "ERROR::SHADER::PROGRAM::LINKING_FAILED " << infoLog << std::endl;

　　 }

　　 glDeleteShader(vertexShader);

　　 glDeleteShader(fragmentShader);

　　}

　　int main(int argc, char** argv) {

　　 glutInit(&argc, argv);

　　 glutInitDisplayMode(GLUT_DOUBLE);

　　 glutInitWindowSize(800, 600);

　　 glutCreateWindow("OpenGL rectangle");

　　 glewExperimental = GL_TRUE; //GLEW

　　 glewInit(); //Initialize GLEW

　　 OnCreate();

　　 glutDisplayFunc(OnDisplay);

　　 glutMainLoop();

　　 return 0;

　　}

　　```

　　以上代码演示了如何创建一个矩形，并将其渲染出来。其中：

　　创建VAO和VBO：在初始化OpenGL时，需要为我们的图形创建一个VertexArrayObject和一个VertexBufferObject。

　　绑定：绑定VAO和VBO，以便我们将图形数据传输给OpenGL。

　　编写着色器：通常，一个着色器程序有多个着色器，顶点着色器和片段着色器是最基本的着色器。顶点着色器 takes in an array of vertices（接受一个顶点数组），然后将它们转换为代码中的对象。然后，它输出一个vec4变量，其中w设置为1.0，用于坐标变换所需的齐次坐标。与之相反，片段着色器将像素颜色计算为输入所需的颜色。

　　绘制矩形：最后，需要渲染这个矩形，使用glDrawArrays()函数。

　　5.总结

　　本文介绍了如何从零开始创建OpenGL应用程序。我们覆盖了OpenGL的基本结构和概念，学习创建窗口和绘制几何图形。OpenGL是一个庞大的框架，具有强大的实用性和优秀的性能。通过本文所提供的基础教程，希望能帮助读者更快地了解OpenGL，并掌握绝技。