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【C++】ウィンドウ開いただけで感動した話【GLFW編】

Last updated at 2025-12-25Posted at 2025-12-25

C++で作るゲームエンジン自作シリーズ

Part1 設計編	Part2 ウィンドウ	Part3 OpenGL	Part4 シェーダー	Part5 テクスチャ	Part6 3Dモデル	Part7 当たり判定
-	👈 Now	-	-	-	-	-

はじめに

ゲームエンジン作りの第一歩はウィンドウを開くこと。

「え、ウィンドウ開くだけ？簡単じゃん」

...と思うでしょ？Win32 APIで書くとこうなる：

// Win32 APIでウィンドウを開く（抜粋）
WNDCLASSEX wc = {};
wc.cbSize = sizeof(WNDCLASSEX);
wc.style = CS_HREDRAW | CS_VREDRAW | CS_OWNDC;
wc.lpfnWndProc = WindowProc;
wc.hInstance = hInstance;
wc.hCursor = LoadCursor(nullptr, IDC_ARROW);
wc.lpszClassName = L"GameWindow";
RegisterClassEx(&wc);

HWND hwnd = CreateWindowEx(
    0, L"GameWindow", L"Game",
    WS_OVERLAPPEDWINDOW,
    CW_USEDEFAULT, CW_USEDEFAULT, 800, 600,
    nullptr, nullptr, hInstance, nullptr
);
// ... まだ続く

しかもこれWindowsだけ。macOSならCocoa、LinuxならX11を書く必要がある。

GLFWを使えば一発。

GLFWとは

GLFW（Graphics Library Framework） は、ウィンドウ作成とOpenGLコンテキスト管理を抽象化するライブラリ。

できること：

クロスプラットフォームなウィンドウ作成
OpenGLコンテキストの初期化
キーボード・マウス入力の取得
ジョイスティック対応

開発環境のセットアップ

vcpkgでインストール

# vcpkgをインストール（まだの場合）
git clone https://github.com/microsoft/vcpkg.git
cd vcpkg
.\bootstrap-vcpkg.bat
.\vcpkg integrate install

# GLFWをインストール
.\vcpkg install glfw3:x64-windows

GLADのダウンロード

OpenGLの関数は実行時にロードする必要がある。GLADがこれを自動化してくれる。

https://glad.dav1d.de/ にアクセス
以下を選択：
- Language: C/C++
- Specification: OpenGL
- API gl: Version 3.3
- Profile: Core
「Generate」をクリック
zipをダウンロードして external/glad/ に展開

プロジェクト構成

cpp-game-engine/
├── CMakeLists.txt
├── src/
│   └── main.cpp
└── external/
    └── glad/
        ├── include/
        │   ├── glad/
        │   │   └── glad.h
        │   └── KHR/
        │       └── khrplatform.h
        └── src/
            └── glad.c

CMakeLists.txt

cmake_minimum_required(VERSION 3.16)
project(GameEngine VERSION 1.0)

set(CMAKE_CXX_STANDARD 17)
set(CMAKE_CXX_STANDARD_REQUIRED ON)

# GLFWを探す
find_package(glfw3 CONFIG REQUIRED)
find_package(OpenGL REQUIRED)

# GLADをライブラリとして追加
add_library(glad STATIC external/glad/src/glad.c)
target_include_directories(glad PUBLIC external/glad/include)

# メインの実行ファイル
add_executable(GameEngine src/main.cpp)

target_link_libraries(GameEngine PRIVATE
    glfw
    glad
    OpenGL::GL
)

target_include_directories(GameEngine PRIVATE
    ${CMAKE_SOURCE_DIR}/external/glad/include
)

main.cpp

いよいよコードを書く！

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

// ウィンドウサイズ変更時のコールバック
void framebuffer_size_callback(GLFWwindow* window, int width, int height) {
    glViewport(0, 0, width, height);
}

// キー入力のコールバック
void key_callback(GLFWwindow* window, int key, int scancode, int action, int mods) {
    if (key == GLFW_KEY_ESCAPE && action == GLFW_PRESS) {
        glfwSetWindowShouldClose(window, true);
    }
}

int main() {
    // GLFWの初期化
    if (!glfwInit()) {
        std::cerr << "Failed to initialize GLFW" << std::endl;
        return -1;
    }

    // OpenGLバージョンを指定（3.3 Core Profile）
    glfwWindowHint(GLFW_CONTEXT_VERSION_MAJOR, 3);
    glfwWindowHint(GLFW_CONTEXT_VERSION_MINOR, 3);
    glfwWindowHint(GLFW_OPENGL_PROFILE, GLFW_OPENGL_CORE_PROFILE);

    // ウィンドウを作成
    GLFWwindow* window = glfwCreateWindow(800, 600, "Game Engine", nullptr, nullptr);
    if (!window) {
        std::cerr << "Failed to create GLFW window" << std::endl;
        glfwTerminate();
        return -1;
    }

    // OpenGLコンテキストを現在のスレッドに設定
    glfwMakeContextCurrent(window);

    // GLADでOpenGL関数をロード
    if (!gladLoadGLLoader((GLADloadproc)glfwGetProcAddress)) {
        std::cerr << "Failed to initialize GLAD" << std::endl;
        return -1;
    }

    // ビューポートを設定
    glViewport(0, 0, 800, 600);

    // コールバックを登録
    glfwSetFramebufferSizeCallback(window, framebuffer_size_callback);
    glfwSetKeyCallback(window, key_callback);

    // OpenGL情報を表示
    std::cout << "OpenGL Version: " << glGetString(GL_VERSION) << std::endl;
    std::cout << "GLSL Version: " << glGetString(GL_SHADING_LANGUAGE_VERSION) << std::endl;
    std::cout << "Vendor: " << glGetString(GL_VENDOR) << std::endl;
    std::cout << "Renderer: " << glGetString(GL_RENDERER) << std::endl;

    // メインループ
    while (!glfwWindowShouldClose(window)) {
        // 背景色をクリア（紺色）
        glClearColor(0.1f, 0.1f, 0.2f, 1.0f);
        glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);

        // ダブルバッファリング：描画バッファを交換
        glfwSwapBuffers(window);
        
        // イベントを処理
        glfwPollEvents();
    }

    // 終了処理
    glfwDestroyWindow(window);
    glfwTerminate();
    
    return 0;
}

コードの解説

1. GLFWの初期化

if (!glfwInit()) {
    std::cerr << "Failed to initialize GLFW" << std::endl;
    return -1;
}

GLFWを使う前に必ず glfwInit() を呼ぶ。

2. OpenGLバージョンの指定

glfwWindowHint(GLFW_CONTEXT_VERSION_MAJOR, 3);
glfwWindowHint(GLFW_CONTEXT_VERSION_MINOR, 3);
glfwWindowHint(GLFW_OPENGL_PROFILE, GLFW_OPENGL_CORE_PROFILE);

OpenGL 3.3 Core Profileを使う。

Core Profile: 古い機能（固定機能パイプライン）を削除した新しいAPI
Compatibility Profile: 古いコードとの互換性あり（非推奨）

Core Profileを使う理由：

明示的で理解しやすい
パフォーマンスが良い
シェーダー必須（=モダンな書き方を学べる）

3. ウィンドウの作成

GLFWwindow* window = glfwCreateWindow(800, 600, "Game Engine", nullptr, nullptr);

引数：

幅: 800
高さ: 600
タイトル: "Game Engine"
モニター: nullptr（ウィンドウモード）
共有コンテキスト: nullptr（なし）

4. OpenGLコンテキストの設定

glfwMakeContextCurrent(window);

OpenGLはコンテキストという概念がある。描画命令は「現在のコンテキスト」に対して実行される。

複数ウィンドウがある場合、どのウィンドウに描画するか切り替える必要がある。

5. GLADの初期化

if (!gladLoadGLLoader((GLADloadproc)glfwGetProcAddress)) {
    std::cerr << "Failed to initialize GLAD" << std::endl;
    return -1;
}

OpenGLの関数ポインタをロード。これをやらないと glClearColor などが使えない。

注意: glfwMakeContextCurrent の後に呼ぶこと！

6. メインループ

while (!glfwWindowShouldClose(window)) {
    glClearColor(0.1f, 0.1f, 0.2f, 1.0f);
    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
    
    glfwSwapBuffers(window);
    glfwPollEvents();
}

ゲームループの基本形：

描画: glClear で画面をクリア
バッファ交換: glfwSwapBuffers でダブルバッファを交換
イベント処理: glfwPollEvents でキーボード・マウスイベントを処理

ダブルバッファリングとは

画面のチラつきを防ぐ技術。

┌─────────┐    ┌─────────┐
│ Front   │    │ Back    │
│ Buffer  │ ←→ │ Buffer  │
│ (表示)  │    │ (描画)  │
└─────────┘    └─────────┘

Backバッファに描画
描画完了したらFrontと交換
交換は一瞬なのでチラつかない

ビルドと実行

# ビルド
cmake -B build -DCMAKE_TOOLCHAIN_FILE=C:/vcpkg/scripts/buildsystems/vcpkg.cmake
cmake --build build --config Release

# 実行
.\build\Release\GameEngine.exe

実行結果

ウィンドウが開いて、紺色の画面が表示される！

コンソールにはOpenGLのバージョン情報とかが出る。環境によって違うよ。

ESCキーで終了できる。

トラブルシューティング

GLFWが見つからない

Could not find a package configuration file provided by "glfw3"

vcpkgのツールチェーンを指定しているか確認：

cmake -B build -DCMAKE_TOOLCHAIN_FILE=C:/vcpkg/scripts/buildsystems/vcpkg.cmake

gladLoadGLLoaderが失敗

glfwMakeContextCurrent を先に呼んでいるか確認。

ウィンドウが真っ黒

glClearColor と glClear が呼ばれているか確認。

まとめ

今回やったこと：

GLFWでウィンドウを作成
GLADでOpenGL関数をロード
メインループで画面をクリア

たった50行程度で、クロスプラットフォームなウィンドウが開けた！

Win32 APIだけで書いたら300行は超える。GLFWに感謝。

次回予告

Part3: OpenGLで三角形を描く

いよいよ何かを描く！三角形を画面に表示するよ。

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