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MacOS 搭建 OpenGL 开发环境

使用 CLion IDE + GLFW3 + GLAD 搭建 MacOS OpenGL 开发环境的详细流程

准备工作

首先确认自己的 MacOS 上已经安装了 gcc

gcc --version

可以看到版本号:

kindem@JohndeMacBook-Pro ~ % gcc --version
Configured with: --prefix=/Applications/Xcode.app/Contents/Developer/usr --with-gxx-include-dir=/Applic
ations/Xcode.app/Contents/Developer/Platforms/MacOSX.platform/Developer/SDKs/MacOSX.sdk/usr/include/c++
/4.2.1
Apple clang version 11.0.3 (clang-1103.0.32.59)
Target: x86_64-apple-darwin19.3.0
Thread model: posix
InstalledDir: /Applications/Xcode.app/Contents/Developer/Toolchains/XcodeDefault.xctoolchain/usr/bin
kindem@JohndeMacBook-Pro ~ % 

如果没有安装的话会上面的指令会自动触发 XCode 下载并安装,根据提示安装完成之后再使用上面的指令检查一遍即可。

接着安装 CLion,个人是极其推荐使用 JetBrain 家的 IDE 进行开发的,可以在如下网站下载:CLion - JetBrain,下载完成后自行完成安装与激活即可。

安装完 CLion 之后,可以在 Settings 中检查 Toolchain 是否正确识别,如下:

Toolchain
Toolchain

通常来说只需要安装好 gcc 即可,因为 cmake 会在 CLion 中自带,而 make 会在 MacOS 系统中提供。

下载依赖库

通常来说,搭建 OpenGL 的开发环境需要两剑客:

  • GLFW: 提供跨平台的 OpenGL 上下文初始化与窗口创建等功能
  • GLAD: 提供跨平台的 OpenGL 函数指针加载等功能

我们按照顺序分别下载这些库,首先是 GLFW,地址在这:Download - GLFWGLFW 在不同的平台上都有预编译好的包,我们根据我们的系统下载 MacOS 版本的预编译包:

GLFW Download
GLFW Download

接下来是 GLAD 的下载与配置,GLAD 作为一个加载器,根据不同的系统与 OpenGL,库本身都有所变化,需要灵活配置,官方提供了一个在线配置与生成库的网站:GLAD Config,我们根据我们的需要进行选择:

GLAD Config
GLAD Config

按照上面的图配置就行,这里的 gl 版本不一定要 3.3,我们可以根据我们的需要进行配置,完成配置之后点击 generate,可以看到:

GLAD Lib
GLAD Lib

下载图中的 glad.zip 即可。

将下载的 GLFWGLAD 库分别解压出来并重命名,放到某个固定的目录,比如我放在 ~/Lib,接下来配置两条环境变量:

export GLFW_HOME="/Users/kindem/Lib/GLFW"
export GLAD_HOME="/Users/kindem/Lib/GLAD"

推荐将这两条命令写入 ~/.bash_profile,然后使用指令刷新环境变量:

source ~/.bash_profile

自此库的下载的配置就完成了。

创建与配置项目

首先使用 CLion 创建一个 C/C++ 工程,创建完成之后应该可以看到项目根目录下有一个 CMakeLists.txt 文件,这时候我们可以按照如下配置修改:

cmake_minimum_required(VERSION 3.15)
project(gl_playground)

set(CMAKE_CXX_STANDARD 11)

# 检查环境变量
if (NOT DEFINED ENV{GLFW_HOME})
    message(FATAL_ERROR "found no env named GLFW_HOME")
endif()
if (NOT DEFINED ENV{GLAD_HOME})
    message(FATAL_ERROR "found no env named GLAD_HOME")
endif()

# 暂存环境变量
set(GLFW_HOME $ENV{GLFW_HOME})
set(GLAD_HOME $ENV{GLAD_HOME})

# 设置头文件目录
include_directories("${GLFW_HOME}/include")
include_directories("${GLAD_HOME}/include")

# 添加 GLFW3 预编译库
add_library(glfw SHARED IMPORTED)
SET_TARGET_PROPERTIES(glfw PROPERTIES IMPORTED_LOCATION "${GLFW_HOME}/lib-macos/libglfw.3.dylib")

# 编译 GLAD 库
add_library(glad SHARED "${GLAD_HOME}/src/glad.c")

# 创建可执行文件
add_executable(gl_playground main.cpp)

# 链接 GLFW GLAD OpenGL
target_link_libraries(gl_playground glfw glad "-framework OpenGL")

编写完 CMakeLists.txt 之后,点击右上角的 Reload Changes,可以看见成功配置。

编写测试代码

完成项目配置后,改写 main.cpp 来写一个测试小程序吧:

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

#define WINDOW_WIDTH 800
#define WINDOW_HEIGHT 600
#define WINDOW_TITLE "gl-playground"

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

int main()
{
    glfwInit();
    glfwWindowHint(GLFW_CONTEXT_VERSION_MAJOR, 3);
    glfwWindowHint(GLFW_CONTEXT_VERSION_MINOR, 3);
    glfwWindowHint(GLFW_OPENGL_PROFILE, GLFW_OPENGL_CORE_PROFILE);
    glfwWindowHint(GLFW_OPENGL_FORWARD_COMPAT, GL_TRUE);

    GLFWwindow* window = glfwCreateWindow(WINDOW_WIDTH, WINDOW_HEIGHT, WINDOW_TITLE, nullptr, nullptr);
    if (window == nullptr) {
        std::cout << "failed to create GLFW window" << std::endl;
        glfwTerminate();
        return -1;
    }
    glfwMakeContextCurrent(window);
    if (!gladLoadGLLoader((GLADloadproc) glfwGetProcAddress)) {
        std::cout << "failed to initialize GLAD" << std::endl;
        glfwTerminate();
        return -1;
    }
    glViewport(0, 0, WINDOW_WIDTH, WINDOW_HEIGHT);
    glfwSetFramebufferSizeCallback(window, framebuffer_size_callback);

    init();
    while (!glfwWindowShouldClose(window)) {
        on_input(window);
        draw_frame();
        glfwSwapBuffers(window);
        glfwPollEvents();
    }

    glfwTerminate();
    return 0;
}

void init()
{

}

void draw_frame()
{
    glClearColor(.2f, .3f, .3f, 1.f);
    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
}

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

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

点击 CLion 右上角的编译与运行,如果看到:

Hello GL
Hello GL

恭喜,到这里就成功啦!

Tips

可以直接 clone 这个仓库,来获取作者的示例工程:gl-macos-playground,另外推荐一个学习 OpenGL 的网站:LearnOpenGL CN

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