C++之openFrameworks框架介绍

Table of Contents

0x00 openFrameworks 介绍

openFrameworks（简称 oF）是一个基于C++的开源库。

它提供了丰富的功能库和工具，用于快速开发多媒体、交互性和艺术创作相关的应用程序，如艺术装置、互动艺术、音视频作品、实时图形等。oF 的设计目标是让创意编程变得更加简单、直观和灵活，使艺术家、设计师、创意工作者等能够利用编程进行创作和表达。oF提供了丰富的图形、音频、输入输出、计算机视觉等功能库，并支持跨平台开发，适用于Windows、Mac OSX、Linux等操作系统。oF的社区活跃，有大量的用户和开发者共享和贡献了各种扩展、插件和示例代码。

oF被设计成通用的“胶水”，包括以下常用库：

图形：OpenGL、GLEW、GLUT 等
音频输入输出和分析：rtAudio、PortAudio、OpenAL 等
图像加载和保存：FreeImage
计算机视觉：OpenCV
3D模型加载：Assimp

此外，oF还支持跨平台。目前支持Windows、Mac OSX、Linux等IDE

Visual Studio、Xcode、Eclipse、Code::Blocks

🔗 官网：openFrameworks

0x01 开启 oF 之旅

首先，创建基于 oF 的项目需要一个集成开发环境 (IDE) ，比如 Visual Studio (适用于Windows)，Xcode（适用于 Mac OSX），大多数 IDE 都具有类似的用户界面。

Xcode 是苹果公司开发的集成开发环境 (IDE) ：

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Visual Studio是由微软公司开发的集成开发环境 (IDE) ：

在 Visual Studio 中的构建：

项目视图区域：提供一种一致的方式来查看构成项目的各个元素。

提供以下三种视图形式：

类视图（Class view）：允许在C++类级别上查看和操作源代码。
资源视图（Resource view）：允许查找和编辑应用程序中使用的各种资源，如对话框、图标、菜单等。
文件视图（File view）：允许查找并浏览创建应用程序所需的所有文件。

0x02 oF 文件结构

从 openFrameworks (oF) 的官网 (download | openFrameworks) 下载并解压缩提供的框架文件，框架文件夹被称为 oF root 文件夹，oF root 文件夹包含以下多个文件夹：

Apps，Examples，libs ，other，projectGenerator，Addons

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运行示例：oF 根目录下的 examples 文件夹包含了许多不同的示例项目，先尝试运行示例项目。

对于使用 Xcode 的用户，可以点击以 .xcodeproj 扩展名结尾的文件来运行项目。
对于使用 Visual Studio (VS) 的用户，可以点击以 .sln 扩展名结尾的文件来运行项目。

0x03 图形基础

画笔：为了创建各种形状的画笔，首先需要定义图形的基本构建块 (BBB)。 2D 图形函数可以分为两种类别。基本形状 (Basic Shapes): 如线条、矩形、三角形等。自由形状 (Freeform Shapes): 如多边形、路径等。

在绘制任何形状之前，需要理解在 oF 中如何确定对象的位置以及如何解释位置。计算机图形学通常使用笛卡尔坐标系，但在 oF 中使用了具有以下两个不同之处的坐标系：

原点 (Origin) 位于左上角
$y$ 轴的方向被翻转

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创建一个新项目：

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创建完新项目后，打开源文件中的 ofAPP.cpp 的 draw() 函数，试试下面的代码：

ofBackground(0); // 用黑色清空屏幕，0 表示完全白色的灰度颜色。
ofSetColor(255); // 将绘制颜色设置为白色。
 
// 在下面绘制一些图形。
ofDrawRectangle(50, 50, 100, 100); // 左上角坐标为 (50, 50)，宽度为 100，高度为 100。
ofDrawCircle(250, 100, 50); // 中心坐标为 (250, 100)，半径为 50。
ofDrawEllipse(400, 100, 80, 100); // 中心坐标为 (400, 100)，宽度为 80，高度为 100。
ofDrawTriangle(500, 150, 550, 50, 600, 150); // 三个顶点坐标分别为 (500, 150), (550, 50), (600, 150)。
ofDrawLine(700, 50, 700, 150); // 从 (700, 50) 到 (700, 150) 的直线。

🚩 运行结果如下：

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下面再试试 ofFill() 和 ofNoFill() 函数：

ofFill() 函数用于设置形状的填充颜色，使绘制的形状被填充。
ofNoFill() 函数用于设置形状的无填充状态，只绘制轮廓线，不填充颜色。

ofBackground(0);
ofSetColor(255);
ofFill();
ofDrawRectangle(50, 50, 100, 100);
ofDrawCircle(250, 100, 50);
ofDrawEllipse(400, 100, 80, 100);
ofDrawTriangle(500, 150, 550, 50, 600, 150);
ofDrawLine(700, 50, 700, 150);
ofNoFill();
ofDrawRectangle(50, 200, 100, 100);
ofDrawCircle(250, 250, 50);
ofDrawEllipse(400, 250, 80, 100);
ofDrawTriangle(500, 300, 550, 200, 600, 300);
ofDrawLine(700, 200, 700, 300);

🚩 运行结果如下：

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使用基本形状来创建一个小项目，具有以下目标。

目标：通过按下鼠标左键并移动，用画笔创建一个随机散布的 “爆炸状” 效果。

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// 如果左鼠标按钮被按下...
if (ofGetMousePressed(OF_MOUSE_BUTTON_LEFT)) {  
    ofSetColor(255);
    ofSetRectMode(OF_RECTMODE_CENTER);
    ofDrawRectangle(
        ofGetMouseX(), 
        ofGetMouseY(), 
        50, 
        50
    );  
    // 在鼠标位置绘制一个宽高为50的矩形，居中对齐
}

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单矩形画刷：使用鼠标（2）

// 我们仍然希望在黑色背景上进行绘制，因此在进行画刷操作之前需要先绘制背景
ofSetBackgroundAuto(false); 
ofBackground(0); // 设置背景颜色为黑色

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修改 draw() 函数，随机指定出现的矩形的颜色：

if (ofGetMousePressed(OF_MOUSE_BUTTON_LEFT)) { // 如果左鼠标按钮被按下...
  float randomColor = ofRandom(50, 255); // 随机生成颜色值，范围从50到255
  ofSetColor(randomColor); // 设置矩形的颜色为随机生成的颜色值，排除黑色背景上不可见的灰度值（0 - 50）
  ofSetRectMode(OF_RECTMODE_CENTER); 
  ofDrawRectangle(ofGetMouseX(), ofGetMouseY(), 50, 50); // 在鼠标位置绘制一个宽高为50的矩形，居中对齐
}

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ofRandom() 用于生成指定范围内的随机数。它接受两个参数，表示生成随机数的范围，可以是整数或浮点数。例如，ofRandom(0, 255) 会生成一个0到255之间的随机整数。

ofSetColor() 接受一个或多个参数，用于指定颜色的RGBA值（红、绿、蓝和透明度）。常见的用法是传入三个整数参数来设置RGB颜色值，例如 ofSetColor(255, 0, 0) 表示设置颜色为红色。

这两个函数通常在绘图时一起使用，例如在绘制图形之前先生成随机颜色，然后使用 ofSetColor() 设置绘制的图形颜色，从而实现随机颜色的效果。

if (ofGetMousePressed(OF_MOUSE_BUTTON_LEFT)) { // If the left mouse button is pressed...
ofSetRectMode(OF_RECTMODE_CENTER);
int numRects = 10;
for (int r=0; r<numRects; r++) {
ofSetColor(ofRandom(50, 255));
float width = ofRandom(5, 20);
float height = ofRandom(5, 20);
float xOffset = ofRandom(-40, 40);
float yOffset = ofRandom(-40, 40);
ofDrawRectangle(ofGetMouseX()+xOffset, ofGetMouseY()+yOffset, width, height);
}
}

发光圆形笔刷：使用颜色

了解如何更改颜色：

ofColor myOrange(255, 132, 0); // Defining an opaque orange color - specified using RGB
ofColor myBlue(0, 0, 255, 50); // Defining a transparent blue color - specified using RGBA
// We can access the red, green, blue and alpha channels like this:
ofColor myGreen(0, 0, 255, 255);
cout << "Red channel:" << myGreen.r << endl;
cout << "Green channel:" << myGreen.g << endl;
cout << "Blue channel:" << myGreen.b << endl;
cout << "Alpha channel:" << myGreen.a << endl;
// We can also set the red, green, blue and alpha channels like this:
ofColor myYellow;
myYellow.r = 255; myYellow.b = 0; myYellow.g = 255; myYellow.a = 255;
// We can also make use of some predefined colors provided by openFrameworks:
ofColor myAqua = ofColor::aqua;
ofColor myPurple = ofColor::plum;

🚩 运行结果如下：

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Fleeing 三角形笔刷：Vector

ofVec2f mousePos(ofGetMouseX(), ofGetMouseY());
// Define a triangle at the origin (0,0) that points to the right
ofVec2f p1(0, 25.0);
ofVec2f p2(100, 0);
ofVec2f p3(0, -25.0);
// Shift the triangle to the mouse position
p1 += mousePos;
p2 += mousePos;
p3 += mousePos;

Fleeing 三角形笔刷：Vectors 和旋转

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