開源框架 openFrameworks_ZenDei技術網路在線

轉自：https://www.cnblogs.com/lidabo/p/9134174.html 此處僅供學習，版權屬原作者；作為一個圖形圖像方向的研究生，我經常都在和 OpenGL 、OpenCV 等多種 C++ 庫打交道。這些庫遵循著不同的規則和用法；另外，為了讓自己的程式具有更多的交互能力， ...

轉自：https://www.cnblogs.com/lidabo/p/9134174.html 此處僅供學習，版權屬原作者；

作為一個圖形圖像方向的研究生，我經常都在和 OpenGL 、OpenCV 等多種 C++ 庫打交道。這些庫遵循著不同的規則和用法；另外，為了讓自己的程式具有更多的交互能力，編寫界面也是一個家常便飯的工作。

然而，隨著工程複雜性的增加，庫的管理和界面的維護也變得越來越困難：一方面，庫的增加和刪除不僅會增加學習成本，也會對系統的邏輯層帶來影響。而另一方面，如果要讓自己的項目易於維護，就要儘可能地應用設計模式，讓邏輯和界面分離。但對於科研，一味陷入設計模式的桎梏又會帶來過早優化的問題，影響科研進度。

直到後來，我接觸到了 openFrameworks ，簡直有種相逢恨晚的感覺。openFrameworks 封裝了常用的 C++ 庫，在此基礎上提供了一個直觀統一的介面，也大幅簡化了編寫界面的流程，使得開發圖形程式變得很輕鬆。

本文將為大家介紹這個讓人著迷的開發框架 —— openFrameworks。

什麼是 openFrameworks

openFrameworks（以下簡稱 oF）是一個開源的、跨平臺的 C++ 工具包，它的設計目的為開發創造過程提供一個更加簡單和直觀的框架。

oF 的強大之處在於，它不僅是一個通用的膠水（glue），同時它還封裝了多種常用的庫，包括：

OpenGL、GLEW、GLUT、libtess2、cairo - 用於處理圖形；
rtAudio、PortAudio、OpenAL、Kiss FFT、FMOD - 用於音頻的輸入、輸出和分析；
FreeType - 用於字體顯示；
FreeImage - 用於圖像存儲和載入；
Quicktime、GStreamer、videoInput - 用於視頻播放和截取；
Poco - 用於開髮網絡應用；
OpenCV - 用於電腦視覺；
Assimp - 用於讀入 3D 模型。

這些庫雖然遵循著不同的規則和用法，但 oF 在它們基礎上提供了一個通用的介面，使得使用它們變得很容易。

除此之外，oF 的另一亮點在於它具有很好的跨平臺特性。目前它支持 5 種操作系統（Windows、OSX、Linux、iOS、Android）以及 4 種集成開發環境（XCode、Code::Blocks、Visual Studio、Eclipse）。

安裝和配置 oF

下麵介紹如何在 Linux 下安裝和配置 oF 。

下載 oF

訪問 oF 的官方下載頁面，找到適用於你的操作系統和 IDE 的版本，點擊下載。例如，我的電腦是 Linux Arch 64位的系統，所以選擇的是 code::blocks (64 bit)。

安裝依賴

下載完成後，將其解壓，開啟終端，cd 到解壓後目錄，例如：

1	$ cd $HOME/Documents/programming/openFrameworks

之後，根據你的 Linux 發行版的不同，cd 進入 scripts/linux/<操作系統發行版名稱> ，例如：

1	$ cd scripts/linux/archlinux

執行兩個命令，安裝 code::block 和其他依賴（需要 root 許可權）：

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$ sudo ./install_codeblocks.sh $ sudo ./install_dependencies.sh $ sudo ./install_codecs.sh

編譯 oF

安裝完依賴後，回到上一級目錄：

$ cd ..

編譯 oF：

1	$ ./compileOF.sh

編譯過程中，如果你和我一樣遇到找不到 freetype.h 的問題，可能是 FreeType 在 2.5.1 之後改變了頭文件的結構導致的。需要將根目錄里的 /libs/openFrameworks/graphics/ 目錄下的 ofTrueTypeFont.cpp 開頭部分改為：

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#include "ft2build.h" /* Corrected setup of include files for freetype as of 2.5.1 dh #include "freetype2/freetype/freetype.h" #include "freetype2/freetype/ftglyph.h" #include "freetype2/freetype/ftoutln.h" #include "freetype2/freetype/fttrigon.h" */ #include FT_FREETYPE_H #include FT_GLYPH_H #include FT_OUTLINE_H #include FT_TRIGONOMETRY_H

此時的 oF 已經可以工作了。我們可以測試它提供的示例。cd 到根目錄里的 /examples/gui/guiExample/ 目錄，編譯該工程並執行：

1 2	$ make $ make run

將會運行一個界面如下圖的程式。與左側面板里的控制項交互將可以改變該形狀的屬性1 1多閱讀 example 的示例代碼是個好習慣。。

編譯項目生成器

為了方便日後創建工程，oF 還提供了一個項目生成器 projectGenerator 。使用它前同樣需要先編譯。回到 compileOF.sh 腳本所在的目錄，敲入如下命令：

1	$ ./compilePG.sh

完成後，在 oF 的根目錄下找到 projectGenerator 目錄，進去裡面可以找到 projectGenerator ，我們可以執行它：

1 2	$ cd ../../projectGenerator $ ./projectGenerator

程式界面如下圖所示。點擊左側的每個黑色按鈕將可以修改項目名、生成路徑，以及依賴的插件（Addon)。

點擊右下角的 GENERATE PROJECT 按鈕後，將會在 Path 欄位指定的路徑中生成一個項目，如上圖所示就是 /home/ehome/Documents/programming/openframeworks/apps/myApps/mySketch ：

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$ cd /home/ehome/Documents/programming/openframeworks/apps/myApps $ ls addons.make bin config.make Makefile mySketch.cbp mySketch.workspace src

其中：

addons.make 文件 - 用於維護這個工程所依賴的插件列表；
config.make 文件 - 用於添加查找路徑，修改優化標記以及其他的設置；
Makefile 文件 - 工程的 Makefile ，一般不需要直接修改它。在 oF 中，make 的目標包括：
- Debug：生成帶有調試標記的可執行程式；
- Release：生成經編譯器優化的可執行程式；
- clean：清除目標文件和可執行程式；
- CleanDebug：只清除 debug 目標的生成結果；
- CleanRelease：只清除 release 目標的生成結果；
- help：列印幫助信息；
- run：執行生成的可執行程式。
mySketch.cbp 和 mySketch.workspace 文件 - Code::Blocks 的工程文件。

註冊環境變數

我們可以看看 Makefile 文件的內容：

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$ cat Makefile # Attempt to load a config.make file. # If none is found, project defaults in config.project.make will be used. ifneq ($(wildcard config.make),) include config.make endif # make sure the the OF_ROOT location is defined ifndef OF_ROOT OF_ROOT=../../.. endif # call the project makefile! include $(OF_ROOT)/libs/openFrameworksCompiled/project/makefileCommon/compile.project.mk

如上所示，編譯 openFrameWorks 的工程時，系統需要從 oF 的根路徑中引入另一個名為 compile.project.mk 的 Makefile，這個根路徑存儲在 OF_ROOT 變數中，預設值是 ../../.. ，即當前目錄往上三級的目錄。之所以使用這個預設值，是因為使用 projectGenerator 生成的項目都預設存放在 oF根目錄/apps/myApps 目錄下。為了方便在其他地方創建和編譯工程，可以人為地定義一個 OF_ROOT 變數。將下麵這一行添加到用戶主目錄下的 .bashrc 文件中：

1	export OF_ROOT=<你的 oF 根目錄>

入門實例

接下來將介紹如何開發基於 oF 的 C++ 程式2 2主要參考了 Jeff Crouse 所編寫的教程 ofTutorials - Chapter 1 - Getting Started。。

testApp.cpp

雙擊 mySketch.cbp 文件，打開 Code::Blocks 開發環境，在左邊的項目管理器中雙擊打開 test.App 文件。如下圖所示：

testApp.cpp 將會是你的好朋友。在編輯視窗中，你可以看到如下的內容：

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#include "testApp.h" //-------------------------------------------------------------- void testApp::setup(){ } //-------------------------------------------------------------- void testApp::update(){ } //-------------------------------------------------------------- void testApp::draw(){ } //-------------------------------------------------------------- void testApp::keyPressed(int key){ } ...

上面的代碼包含了 4 類函數：

setup - 這個函數將在應用程式生命期的最開始就被調用，甚至在你編寫的程式視窗打開之前。利用這個函數，我們可以做一些準備工作，例如在視窗打開之前，先修改視窗的大小；
update 和 draw - 當 setup 函數運行完成後，系統將進入一個 update 和 draw 不斷交替運行的迴圈，這個迴圈將持續到程式結束。也就是說，setup() 運行完成後，update() 開始運行，然後是 draw() ，然後又是 update() ，然後又是 draw() …… 3 3這個交替頻率就是幀率，它的預設值取決於你的電腦的處理速度。update() 通常用來更新你的程式的狀態（例如改變變數的值），而 draw() 則常用來在你的視窗中繪製內容；
keyPressed、keyReleased、mouseMoved、mouseDragged、mousePressed、mouseReleased、windowResized, gotMessage、dragEvent - 與前面三種函數不同，這類函數僅當用戶觸發某類事件才會被調用。

我們先試著直接編譯這個項目，此時的程式視窗里還沒有東西：

繪製圖形

之後，我們可以試著在視窗中畫一個圓。oF 提供了 ofCircle 函數用於繪製圓。

往 draw 函數裡頭添加一句內容，：

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void testApp::draw(){ ofCircle(200, 300, 60); }

第二行告訴系統在坐標 (200, 300) 處畫一個半徑為 60 的圓。

添加顏色

現在這個圓看起來很單調，可以給這個圓添加顏色。oF 提供了 ofSetColor 函數用於設置顏色。將 draw() 函數改為：

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void testApp::draw(){ ofSetColor(255, 0, 255); ofCircle(200, 300, 60); }

新加的這一行（第2行）告訴系統在繪製圖形前選擇一個顏色，這個顏色的 R、G、B 三原色的色值分別為 (255, 0, 255) 。

我們可以用同樣的方法再畫一個青色的圓：

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void testApp::draw(){ ofSetColor(255, 0, 255); ofCircle(200, 300, 60); ofSetColor(0, 255, 255); ofCircle(500, 500, 100); }

其他的形狀

除了畫圓，oF 也可以畫其他的圖案：

ofRect - 畫一個矩形。參數是：(x, y, width, height) ；
ofTriangle - 畫一個三角形。參數是三個頂點的坐標：(x1, y1, x2, y2, x3, y3)
ofLine - 畫一條線段。參數是兩個端點的坐標 (x1, y1, x2, y2)
ofEllipse - 畫橢圓。參數是：(x, y, width, height)
ofCurve - 畫一條從點 (x1, y1) 到 (x2, y2) 的貝塞爾曲線，曲線的形狀由兩個控制點 (x0, y0) 和 (x3, y3) 控制 4 4貝塞爾曲線的控制點比較難以掌握。如果你用過 Photoshop 里的鋼筆工具，你大概就會明白是怎麼一回事。。

讓形狀動起來

接下來我們將編寫代碼讓視窗里的圖形動起來。主要的思路就是用兩個變數控制圓的坐標，然後在程式的運行過程中改變這個變數。在 test.cpp 文件的開頭聲明兩個變數，分別用於存放圓的 x 坐標和 y 坐標：

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#include "testApp.h" int myCircleX; int myCircleY;

在 setup() 函數中為這兩個變數添加初始值 5 5別忘了前面介紹的每類函數的用途。：

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void testApp::setup(){ myCircleX = 0; myCircleY = 200; }

用這兩個變數繪製圖形：

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void testApp::draw(){ ofSetColor(255, 0, 255); ofCircle(myCircleX, myCircleY, 60); }

要在運行過程中修改這兩個變數，可以在 update() 函數中編寫相關代碼。例如，讓這個圓一直向右移動，當超出屏幕時，再回到原來開始的地方：

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void testApp::update(){ myCircleX++; if (myCircleX > ofGetWindowWidth()) myCircleX = 0; }

其中，第 3 行的 ofGetWindowWidth() 函數用來獲取視窗的寬度6 6如果不考慮拉伸視窗，也可以用 1024 這個值代替，因為 oF 的預設視窗大小是 1024x768 。。

改變幀率

你可能會發現上面的程式在運行的時候有一個問題：圓圈的運動存在時快時慢的情況。如前面所說，這是由於你的程式的幀率，或者說 update() 函數和 draw() 函數交替執行的頻率不穩定造成的。在 draw() 函數中添加下麵這一行代碼可以在視窗的左上方顯示幀率信息：

1	ofDrawBitmapString(ofToString(ofGetFrameRate())+"fps", 10, 15);

你可以發現這個數值會在程式運行的過程中存在較大波動，尤其是當你同時還在執行其他耗費計算資源的任務時，這個數值會下降得更加明顯，相應的這個圓圈的運動速度也會跟著變慢。

讓視窗中的動畫變得更加平滑的方法是把幀率限制在一個合理的值，例如 60 fps ：

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void testApp::setup(){ ofSetFrameRate(60); myCircleX = 300; myCircleY = 200; }

如果你覺得經過這麼一改動之後這個圓圈慢的讓你無法忍受，你可以通過修改圓圈的移動速度來加速。例如：

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void testApp::update(){ myCircleX+=4; if (myCircleX > ofGetWindowWidth()) myCircleX = 0; }

添加交互

接下來，我們將為這個程式添加鍵盤和滑鼠的交互。要添加鍵盤交互，可以通過修改 keyPressed() 函數和 keyReleased() 函數來完成。其中，keyPressed() 捕獲的是按下鍵盤按鍵的事件，而 keyReleased() 捕獲的是鬆開鍵盤按鍵的事件 7 7額外提一下， oF 似乎並不能很好的識別 DVORAK 等其他鍵盤佈局。解決方法見這個帖子。。

例如：

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void testApp::keyPressed(int key){ if('w' == key || 'W' == key) { myCircleY-=4; } if('s' == key || 'S' == key) { myCircleY+=4; } if('a' == key || 'A' == key) { myCircleX-=4; } if('d' == key || 'D' == key) { myCircleX+=4; } }

將通過 w 、s、a、d 四個按鍵控制圓圈的運動。出於魯棒性考慮，小寫和大寫的字母都要考慮進去，因為按鍵是通過十進位的 ASCII 碼來判斷的，而大寫字母和小寫字母的 ASCII 碼是不同的。上面的代碼也可以等價的用 ASCII 碼來代替8 8溫馨小提示：Linux 下可以通過 man ascii查詢每個字母對應的 ASCII 編碼。一般人我不告訴他。：

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void testApp::keyPressed(int key){ if(119 == key || 87 == key) // w key { myCircleY-=4; } if(115 == key || 83 == key) // s key { myCircleY+=4; } if(97 == key || 65 == key) // a key { myCircleX-=4; } if(100 == key || 68 == key) // d key { myCircleX+=4; } }

添加滑鼠事件則通過修改 mouseMoved() 、mouseDragged()、mousePressed() 和 mouseReleased() 來完成，顧名思義，分別捕獲的是滑鼠的移動、拖拽、單擊、鬆開操作。

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void testApp::mouseMoved(int x, int y ){ } void testApp::mouseDragged(int x, int y, int button){ } void testApp::mousePressed(int x, int y, int button){ } void testApp::mouseReleased(int x, int y, int button){ }

例如，我們可以編寫代碼實現滑鼠拖動圓圈：

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void testApp::mouseDragged(int x, int y, int button){ if (0 == button) { // left button float distance = ofDist(myCircleX, myCircleY, x, y); if (distance < 100){ myCircleX = x; myCircleY = y; } } }

第 2 行用於判斷觸發此事件的按鍵是否為左鍵；第 3 行的 ofDist() 函數用於計算滑鼠當前位置和圓心的距離。如果這個距離小於半徑 100 ，則可以判斷當前滑鼠落在這個圓圈的範圍以內，可以用滑鼠的位置代替圓心的位置。

其他優化

調整圓圈精度

如果近一點觀察圓圈，你可能會發現圓圈的周圍有點粗糙。

可以修改圓圈的繪製精度來讓圓圈更加平滑。在 setup() 函數中添加這一句：

1	ofSetCircleResolution(120);

抗鋸齒和垂直同步

抗鋸齒和垂直同步也是常常使用的優化畫面的手段：

1 2	ofSetVerticalSync(true); ofEnableSmoothing();

實用的插件

oF 的另外一大殺手鐧在於它的社區非常活躍，現在已經開發出了數量可觀的第三方插件。這裡只收集了極小一部分實用插件。更全面的插件列表可以訪問 ofxaddons.com 9 9什麼？有牆？！其實幾乎所有插件都是托管在 Github 上的。所以如果在 Github 上搜 “ofx” ，也可以找到這些 oF 插件哦。。

ofxUI - 華麗麗的 UI 庫。提供了很多新穎而實用的界面控制項。
ofxCv - OpenCV 的另一套可選的 oF 插件（oF 自帶一個 oFOpenCv 插件）；
ofxLibRocket - 對 librocket 庫的封裝，這個庫允許你使用 html 和 css 來佈局 C++ 視窗；
ofxTrueTypeFontUC - 對 ofTrueTypeFont 類的擴展，使其支持 Unicode 字元（例如漢字）；
ofxPCL - 對 PCL（一個專門用於處理點雲的庫）的封裝；
ofxTimeline - 一個用來繪製可編輯的 timeline 控制項的插件；
ofxMidi - Midi 音樂的插件；
ofxSpeech - 語音識別插件；
ofxVideoRecorder - 錄製視頻插件；
ofxImageSequence - 一個用於像播放視頻一樣播放圖像序列的插件；
ofxGifEncoder - 生成 Gif 動畫的插件；
ofxVolumetrics - 簡單的體繪製插件；
ofxDelaunay -
ofxFft - 對兩個用於進行傅里葉變換的庫 FFTW 和 KissFFT 的封裝；
ofxNodejs - 橋接 Node.js 的插件；
ofxLua - 橋接 Lua 的插件；
ofxBox2d - 對流行的 2D 物理模擬庫 box2d 的封裝；
ofxBullet - 對另一個物理模擬庫 Bullet Physics 的封裝；
ofxLearn - 通用的機器學習插件，支持分類、回歸、聚類等任務；
ofxJSON - 對 Json 庫 JsonCpp 的封裝；
ofxHttpServer - 一個基於 libmicrohttpd 的 http 伺服器插件；
ofxAddonTemplate - 一個空的目錄框架，可以借鑒它自己編寫插件（這都有……--bb）。

使用這些插件的方法很簡單：

訪問這個插件的 Github 項目主頁；
複製它的代碼倉庫地址；
進入你的 oF 根目錄下的 addons 目錄，git clone 這個項目；
如果這個項目自帶 example ，可以直接 make && make run 編譯和執行它看看結果。

開源框架 openFrameworks

什麼是 openFrameworks

安裝和配置 oF

下載 oF

安裝依賴

編譯 oF

編譯項目生成器

註冊環境變數

入門實例

testApp.cpp

繪製圖形

添加顏色

其他的形狀

讓形狀動起來

改變幀率

添加交互

其他優化

調整圓圈精度

抗鋸齒和垂直同步

實用的插件

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