OpenGL 原生库4 纹理

初始化GLFW：

glfwInit() 初始化GLFW库，这是创建窗口和上下文所必需的第一步。
glfwWindowHint 配置GLFW的上下文版本和配置选项。我们设置了OpenGL版本为3.3，并且使用核心模式。

创建窗口：

glfwCreateWindow 尝试创建一个800x600的窗口。如果失败，则输出错误信息并终止程序。
glfwMakeContextCurrent 将这个窗口的上下文设置为当前线程的上下文。
glfwSetFramebufferSizeCallback 设置窗口大小变化时的回调函数。

加载OpenGL函数指针：

gladLoadGLLoader 使用GLFW提供的glfwGetProcAddress函数来加载OpenGL函数指针。这一步确保我们可以调用所有的OpenGL功能。

构建和编译着色器：

使用自定义的Shader类加载和编译顶点着色器和片段着色器。

设置顶点数据和缓冲：

创建并绑定顶点数组对象（VAO）、顶点缓冲对象（VBO）和元素缓冲对象（EBO）。
将顶点数据和索引数据复制到缓冲中，并配置顶点属性指针。

加载和创建纹理：

创建两个纹理对象，分别从文件中加载图像数据到纹理中，并设置纹理环绕方式和过滤方式。
告知OpenGL每个采样器对应的纹理单元：

使用glUniform1i和自定义Shader类设置每个采样器对应的纹理单元。

渲染循环：

glfwWindowShouldClose 检查窗口是否接收到关闭信号。
processInput 处理输入事件，例如按下ESC键关闭窗口。
glClearColor 和 glClear 设置清屏颜色并清除颜色缓冲。
绑定纹理和VAO，使用着色器程序绘制元素。
glfwSwapBuffers 交换前后缓冲，以显示新的图像。
glfwPollEvents 处理所有的IO事件。

清理资源：

删除VAO、VBO、EBO和着色器程序。
终止GLFW并释放所有资源。

回调函数和输入处理：

processInput 处理键盘输入事件。
framebuffer_size_callback 在窗口大小变化时调整视口。

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

#include <learnopengl/shader_s.h>

#include <iostream>

// 回调函数，当窗口大小发生变化时调用
void framebuffer_size_callback(GLFWwindow* window, int width, int height);
void processInput(GLFWwindow *window);

// 设置屏幕宽度和高度
const unsigned int SCR_WIDTH = 800;
const unsigned int SCR_HEIGHT = 600;

int main()
{
    // 初始化并配置GLFW
    // ------------------------------
    glfwInit(); // 初始化GLFW库
    // 设置OpenGL版本，这里设置为3.3
    glfwWindowHint(GLFW_CONTEXT_VERSION_MAJOR, 3);
    glfwWindowHint(GLFW_CONTEXT_VERSION_MINOR, 3);
    // 使用核心模式，意味着只使用现代的OpenGL功能
    glfwWindowHint(GLFW_OPENGL_PROFILE, GLFW_OPENGL_CORE_PROFILE);

#ifdef __APPLE__
    // Mac OS X系统需要这行代码来设置OpenGL的向前兼容性
    glfwWindowHint(GLFW_OPENGL_FORWARD_COMPAT, GL_TRUE);
#endif

    // 创建一个GLFW窗口
    // --------------------
    GLFWwindow* window = glfwCreateWindow(SCR_WIDTH, SCR_HEIGHT, "LearnOpenGL", NULL, NULL);
    if (window == NULL)
    {
        // 如果窗口创建失败，输出错误信息并终止程序
        std::cout << "Failed to create GLFW window" << std::endl;
        glfwTerminate();
        return -1;
    }
    // 将窗口的上下文设置为当前线程的上下文
    glfwMakeContextCurrent(window);
    // 设置窗口大小变化时的回调函数
    glfwSetFramebufferSizeCallback(window, framebuffer_size_callback);

    // 加载所有OpenGL函数指针
    // ---------------------------------------
    if (!gladLoadGLLoader((GLADloadproc)glfwGetProcAddress))
    {
        // 如果GLAD初始化失败，输出错误信息并终止程序
        std::cout << "Failed to initialize GLAD" << std::endl;
        return -1;
    }

    // 构建并编译我们的着色器程序
    // ------------------------------------
    Shader ourShader("4.2.texture.vs", "4.2.texture.fs"); // 自定义Shader类，用于加载和编译着色器

    // 设置顶点数据（和缓冲区），并配置顶点属性
    // ------------------------------------------------------------------
    float vertices[] = {
        // 位置              // 颜色            // 纹理坐标
         0.5f,  0.5f, 0.0f,  1.0f, 0.0f, 0.0f,  1.0f, 1.0f, // 右上
         0.5f, -0.5f, 0.0f,  0.0f, 1.0f, 0.0f,  1.0f, 0.0f, // 右下
        -0.5f, -0.5f, 0.0f,  0.0f, 0.0f, 1.0f,  0.0f, 0.0f, // 左下
        -0.5f,  0.5f, 0.0f,  1.0f, 1.0f, 0.0f,  0.0f, 1.0f  // 左上
    };
    unsigned int indices[] = {
        0, 1, 3, // 第一个三角形
        1, 2, 3  // 第二个三角形
    };
    unsigned int VBO, VAO, EBO;
    glGenVertexArrays(1, &VAO);
    glGenBuffers(1, &VBO);
    glGenBuffers(1, &EBO);

    glBindVertexArray(VAO);

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

    glBindBuffer(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, EBO);
    glBufferData(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, sizeof(indices), indices, GL_STATIC_DRAW);

    // 顶点位置属性
    glVertexAttribPointer(0, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 8 * sizeof(float), (void*)0);
    glEnableVertexAttribArray(0);
    // 颜色属性
    glVertexAttribPointer(1, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 8 * sizeof(float), (void*)(3 * sizeof(float)));
    glEnableVertexAttribArray(1);
    // 纹理坐标属性
    glVertexAttribPointer(2, 2, GL_FLOAT, GL_FALSE, 8 * sizeof(float), (void*)(6 * sizeof(float)));
    glEnableVertexAttribArray(2);

    // 加载并创建纹理
    // -------------------------
    unsigned int texture1, texture2;
    // 纹理1
    // ---------
    glGenTextures(1, &texture1);
    glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texture1); 
    // 设置纹理环绕方式
    glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_S, GL_REPEAT);	// 设置纹理环绕方式为GL_REPEAT（默认环绕方式）
    glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_T, GL_REPEAT);
    // 设置纹理过滤方式
    glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_LINEAR);
    glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_LINEAR);
    // 加载图像，创建纹理并生成mipmap
    int width, height, nrChannels;
    stbi_set_flip_vertically_on_load(true); // 告诉stb_image库在加载图像时翻转y轴
    unsigned char *data = stbi_load(FileSystem::getPath("resources/textures/container.jpg").c_str(), &width, &height, &nrChannels, 0);
    if (data)
    {
        glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, GL_RGB, width, height, 0, GL_RGB, GL_UNSIGNED_BYTE, data);
        glGenerateMipmap(GL_TEXTURE_2D);
    }
    else
    {
        std::cout << "Failed to load texture" << std::endl;
    }
    stbi_image_free(data);

    // 纹理2
    // ---------
    glGenTextures(1, &texture2);
    glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texture2);
    // 设置纹理环绕方式
    glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_S, GL_REPEAT);	
    glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_T, GL_REPEAT);
    // 设置纹理过滤方式
    glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_LINEAR);
    glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_LINEAR);
    // 加载图像，创建纹理并生成mipmap
    data = stbi_load(FileSystem::getPath("resources/textures/awesomeface.png").c_str(), &width, &height, &nrChannels, 0);
    if (data)
    {
        // 注意awesomeface.png有透明通道，因此需要将数据类型设置为GL_RGBA
        glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, GL_RGBA, width, height, 0, GL_RGBA, GL_UNSIGNED_BYTE, data);
        glGenerateMipmap(GL_TEXTURE_2D);
    }
    else
    {
        std::cout << "Failed to load texture" << std::endl;
    }
    stbi_image_free(data);

    // 告诉OpenGL每个采样器属于哪个纹理单元（只需要执行一次）
    // -------------------------------------------------------------------------------------------
    ourShader.use(); // 别忘了在设置uniform之前激活着色器
    // 手动设置
    glUniform1i(glGetUniformLocation(ourShader.ID, "texture1"), 0);
    // 或者使用着色器类设置
    ourShader.setInt("texture2", 1);

    // 渲染循环
    // -----------
    while (!glfwWindowShouldClose(window))
    {
        // 处理输入
        // -----
        processInput(window);

        // 渲染
        // ------
        // 设置清屏颜色
        glClearColor(0.2f, 0.3f, 0.3f, 1.0f);
        // 清除颜色缓冲
        glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);

        // 绑定纹理
        glActiveTexture(GL_TEXTURE0);
        glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texture1);
        glActiveTexture(GL_TEXTURE1);
        glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texture2);

        // 渲染容器
        ourShader.use();
        glBindVertexArray(VAO);
        glDrawElements(GL_TRIANGLES, 6, GL_UNSIGNED_INT, 0);

        // 交换前后缓冲
        glfwSwapBuffers(window);
        // 处理所有的IO事件（键盘输入、鼠标移动等）
        glfwPollEvents();
    }

    // 可选：在程序结束前删除所有分配的资源
    // ------------------------------------------------------------------------
    glDeleteVertexArrays(1, &VAO);
    glDeleteBuffers(1, &VBO);
    glDeleteBuffers(1, &EBO);

    // 终止GLFW，释放所有资源
    // ------------------------------------------------------------------
    glfwTerminate();
    return 0;
}

// 处理所有输入：查询GLFW是否在这一帧中按下/释放了相关键，并作出相应反应
// ---------------------------------------------------------------------------------------------------------
void processInput(GLFWwindow *window)
{
    // 如果按下了ESC键，设置窗口应关闭
    if (glfwGetKey(window, GLFW_KEY_ESCAPE) == GLFW_PRESS)
        glfwSetWindowShouldClose(window, true);
}

// 当窗口大小改变时，GLFW会调用这个回调函数
// ---------------------------------------------------------------------------------------------
void framebuffer_size_callback(GLFWwindow* window, int width, int height)
{
    // 确保视口与新窗口尺寸匹配；注意宽度和高度在Retina显示器上会显著大于指定值
    glViewport(0, 0, width, height);
}