在Windows/Ubuntu下安裝OpenGL環境（GLUT/freeglut)與跨平台編譯（mingw/g++）

GLUT/freeglut 是什么？ OpenGL 和它們有什么關系？

OpenGL只是一個標准，它的實現一般自帶在操作系統里，只要確保顯卡驅動足夠新就可以使用。如果需要在程序里直接使用OpenGL，會有很多非常惡心的預備工作要做，而且可能還要專門為平台的差異寫一些代碼。要跳過這些工作，可以用一個utility庫，直接使用它提供的函數，就不用操心那些細節了。這樣的庫新一點的有GLEW，因為開源所以安裝相對方便（大不了丟進去一起編譯），但各種教程和書里常見的是閉源的GLUT。由於GLUT的作者已經很久沒更新過了（最后更新於2000年！= =），所以其他人另外做了一個接口兼容GLUT的freeglut，開源而且一直在維護中。

這篇文章介紹了怎樣在 Linux（Ubuntu）和 Windows 下安裝 GLUT/freeglut，以及如何編寫能夠跨平台編譯的 Makefile 和代碼。在 Windows 下可以安裝 GLUT 或者 freeglut 其中的一個，不過建議安裝后者。在 Ubuntu 下安裝 freeglut即可。

Linux 下安裝

Linux 下一般使用開源的 freeglut，安裝相對於 windows 比較方便，比如 Ubuntu 下安裝只要一行命令：

$ sudo apt-get install build-essential freeglut3 freeglut3-dev binutils-gold

Windows 下安裝

在 Windows 下如果不使用 Visual Studio 系的環境，可以用 *nix 的命令行工具在 Windows 下的移植版，通常使用的是 mingw 系列套裝。

建議直接使用 mingw 的包管理器下載安裝需要的包，如果要像這篇文章一樣能夠用 g++ 和 Make 編譯，最好安裝 g++(gcc)、GNU Make 和 *nix 常用命令行工具的移植版，也就是在 mingw 的包管理器里選擇安裝 mingw-developer-toolkit、mingw32-base、mingw32-gcc-g++ 和 msys-base。

關於如何在 Windows 下安裝 mingw 環境，這里不贅述，可以參考這個鏈接。安裝完之后需要記得將 mingw/bin 和 mingw/msys/版本號/bin 加入 PATH 環境變量。設置完環境變量后打開 cmd（如果設置前已經打開了，需要關掉再開或者另開一個cmd），如果運行 make --version，g++ --version 和 bash --version 可以看到相關的版本信息，就說明安裝成功了，比如：

C:\Users\Administrator> make --version
GNU Make 3.81
Copyright (C) 2006  Free Software Foundation, Inc.
This is free software; see the source for copying conditions.
There is NO warranty; not even for MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A
PARTICULAR PURPOSE.

C:\Users\Administrator> g++ --version
g++ (GCC) 4.8.1
Copyright (C) 2013 Free Software Foundation, Inc.
This is free software; see the source for copying conditions.  There is NO
warranty; not even for MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.

C:\Users\Administrator>bash --version
GNU bash, version 3.1.23(1)-release (i686-pc-msys)
Copyright (C) 2005 Free Software Foundation, Inc.

 

1. 下載 GLUT/freeglut

如果安裝 GLUT，地址在：https://user.xmission.com/~nate/glut.html，下載 glut-3.7.6-bin.zip（已經十幾年沒更新過了所以就是這個版本了2333）

freeglut 在地址：http://www.transmissionzero.co.uk/software/freeglut-devel/ ，點擊 Download freeglut 2.8.1-1 for MinGW

2. 放置頭文件和庫文件（GLUT）

解壓下載到的zip，里面就是相關的頭文件和庫文件了。

對於 GLUT 而言，因為glut.dll 是32位的，所以在64位系統下放在C:\Windows\SysWOW64，32位系統下放在C:\Windows\System32。另外無論系統直接放在C:\Windows也可以。glut.h 放到mingw/include/GL，glut32.lib 放到mingw/lib。

比如一個64位系統的mingw安裝在D:/mingw，GLUT 放完之后大概是這樣：

C:\Windows\SysWOW64
    └─ glut.dll
D:\mingw
    ├─ include
    │   └─ GL
    │      └─ glut.h
    └─ lib
        └─ glut32.lib

2. 放置頭文件和庫文件（freeglut）

放置如下，因為mingw如果不用64位的port（mingw-w64）的話只有32位，所以這里使用32位的文件。

C:\Windows\SysWOW64
    └─ freeglut.dll  （32位的mingw就用bin目錄下那個，不是bin/x64那個）
D:\mingw
    ├─ include
    │   └─ GL
    │      ├─ freeglut.h
    │      ├─ freeglut_ext.h
    │      ├─ freeglut_std.h
    │      └─ glut.h （注意這個和老版的glut.h不同）
    └─ lib
        ├─ libfreeglut.a （這兩個同樣用lib目錄下的兩個）
        └─ libfreeglut_static.a

一般操作系統會自帶 glu32.dll， mingw 在安裝的時候就會帶上一些頭文件在 include/GL，lib 里也有opengl和glu的庫文件，看到不需要奇怪。

如果熟悉自己的工具，更喜歡自己編譯連接時指定庫文件和頭文件位置，這一步可以跳過，放在自己覺得合適的地方，只要在工程/Makefile聲明路徑即可。

配置編譯/鏈接參數

GLUT

• 編譯參數需要加上加-DGLUT_DISABLE_ATEXIT_HACK（也可以在代碼里#define GLUT_DISABLE_ATEXIT_HACK）
• 鏈接參數加上-lopengl32 -lglu32 -lglut32

freeglut （Windows）

• 不需要特別的編譯參數
• 鏈接參數為-lfreeglut -lopengl32 -Wl,--subsystem,windows。

freeglut （Linux）

• 不需要特別的編譯參數
• 鏈接參數為-lGL -lglut。

mingw 本身就是 32 位，所以不需要特別設置。如果是用的 mingw-w64，還需要在參數里加上 -m32

代碼里使用頭文件

在 windows 下使用 GLUT 的函數前需要引用以下兩個頭文件

#include <windows.h>
#include <GL/glut.h>

順序不能反。一般教程或者樣例代碼里如果不是針對win32平台不會有#include <windows.h>，很多東西的定義就找不到了，所以跑之前要檢查。如果要自動檢測操作系統的話進行條件編譯的話，就是這樣

#if defined(_WIN32) || defined(WIN32)
#include <windows.h> 
#endif

例子

Makefile

如果用的是使用 mingw 的 IDE，只要記得在里面配置步驟 3 的參數即可（一般在project或者build之類的選項里）。

GLUT 使用的 Makefile

LDFLAGS=-lopengl32 -lglu32 -lglut32
CFLAGS=-g -DDEBUG -DGLUT_DISABLE_ATEXIT_HACK
all:
    g++ main.cpp -c -o main.o $(CFLAGS) 
    g++ main.o $(LDFLAGS) -o main.exe

clean:
    rm main.o main.exe

freeglut 使用的 Makefile

LDFLAGS=-lfreeglut -lopengl32 -Wl,--subsystem,windows
CFLAGS=-g -DDEBUG

all:
	g++ main.cpp -c -o main.o $(CFLAGS) 
	g++ main.o $(LDFLAGS) -o main.exe

clean:
	rm main.o main.exe

使用freeglut，跨平台支持的 Makefile

ifeq ($(OS),Windows_NT)
LDFLAGS=-lfreeglut -lopengl32 -Wl,--subsystem,windows
EXECUTABLE=main.exe
else
LDFLAGS=-lGL -lglut
EXECUTABLE=main
endif

CFLAGS=-g -DDEBUG

all:
    g++ main.cpp -c -o main.o $(CFLAGS) 
    g++ main.o $(LDFLAGS) -o $(EXECUTABLE) 

clean:
    rm main.o $(EXECUTABLE) 

 

程序main.cpp，來自OpenGL Code Samples，注意windows下要添加 windows.h：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#if defined(_WIN32) || defined(WIN32)
#include <windows.h> 
#endif

#include <GL/glut.h>


GLenum doubleBuffer;
GLint thing1, thing2;


static void Init(void)
{

    glClearColor(0.0, 0.0, 0.0, 0.0);
    glClearAccum(0.0, 0.0, 0.0, 0.0);

    thing1 = glGenLists(1);
    glNewList(thing1, GL_COMPILE);
    glColor3f(1.0, 0.0, 0.0);
    glRectf(-1.0, -1.0, 1.0, 0.0);
    glEndList();

    thing2 = glGenLists(1);
    glNewList(thing2, GL_COMPILE);
    glColor3f(0.0, 1.0, 0.0);
    glRectf(0.0, -1.0, 1.0, 1.0);
    glEndList();
}

static void Reshape(int width, int height)
{

    glViewport(0, 0, width, height);

    glMatrixMode(GL_PROJECTION);
    glLoadIdentity();
    glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
    glLoadIdentity();
}

static void Key(unsigned char key, int x, int y)
{

    switch (key) {
      case '1':
    glPolygonMode(GL_FRONT_AND_BACK, GL_FILL);
    glutPostRedisplay();
    break;
      case '2':
    glPolygonMode(GL_FRONT_AND_BACK, GL_LINE);
    glutPostRedisplay();
    break;
      case 27:
    exit(0);
    }
}

static void Draw(void)
{

    glPushMatrix();

    glScalef(0.8, 0.8, 1.0);

    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
    glCallList(thing1);
    glAccum(GL_LOAD, 0.5);

    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
    glCallList(thing2);
    glAccum(GL_ACCUM, 0.5);

    glAccum(GL_RETURN, 1.0);

    glPopMatrix();

    if (doubleBuffer) {
    glutSwapBuffers();
    } else {
    glFlush();
    }
}

static void Args(int argc, char **argv)
{
    GLint i;

    doubleBuffer = GL_FALSE;

    for (i = 1; i < argc; i++) {
    if (strcmp(argv[i], "-sb") == 0) {
        doubleBuffer = GL_FALSE;
    } else if (strcmp(argv[i], "-db") == 0) {
        doubleBuffer = GL_TRUE;
    }
    }
}

int main(int argc, char **argv)
{
    GLenum type;

    glutInit(&argc, argv);
    Args(argc, argv);

    type = GLUT_RGB | GLUT_ACCUM;
    type |= (doubleBuffer) ? GLUT_DOUBLE : GLUT_SINGLE;
    glutInitDisplayMode(type);
    glutInitWindowSize(300, 300);
    glutCreateWindow("Accum Test");

    Init();

    glutReshapeFunc(Reshape);
    glutKeyboardFunc(Key);
    glutDisplayFunc(Draw);
    glutMainLoop();
}

運行結果

Windows 下

 

Ubuntu 下