OpenGL教程之旋转

上一课中我教给您三角形和四边形的着色。这一课我将教您如何将这些彩色对象绕着坐标轴旋转。
　　其实只需在上节课的代码上增加几行就可以了。下面我将整个例程重写一遍。方便您知道增加了什么，修改了什么。我们增加两个变量来控制这两个对象的旋转。这两个变量加在程序的开始处其他变量的后面（bool fullscreen=TRUE;下面的两行）。它们是浮点类型的变量，使得我们能够非常精确地旋转对象。浮点数包含小数位置，这意味着我们无需使用1、2、3...的角度。你会发现浮点数是OpenGL编程的基础。新变量中叫做rtri的用来旋转三角形，rquad旋转四边形。

　　#include <windows.h>　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　// Windows的头文件
　　#include <gl/gl.h>　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　// OpenGL32库的头文件
　　#include <gl/glu.h>　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 // GLu32库的头文件
　　#include <gl/glaux.h>　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 // GLaux库的头文件

　　HGLRC hRC=NULL;　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 // 永久着色描述表
　　HDC hDC=NULL;　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 // 私有GDI设备描述表
　　HWND hWnd=NULL;　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 // 保存我们的窗口句柄
　　HINSTANCE hInstance;　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　// 保存程序的实例

　　bool keys[256];　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 // 用于键盘例程的数组
　　bool active=TRUE;　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 // 窗口的活动标志，缺省为TRUE
　　bool fullscreen=TRUE;　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 // 全屏标志缺省设定成全屏模式
　　GLfloat rtri;　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 // 用于三角形的角度 ( 新增 )
　　GLfloat rquad;　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　// 用于四边形的角度 ( 新增 )

　　接着我们修改DrawGLScene()的代码。下面这段代码与上一课的相同。

　　int DrawGLScene(GLvoid)　　　　　　　　　　　　　　　　　　 // 此过程中包括所有的绘制代码
　　{
　　　　　　glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT); // 清除屏幕及深度缓存
　　　　　　glLoadIdentity();　　　　　　　　　　　　　　　　　 // 重置模型观察矩阵
　　　　　　glTranslatef(-1.5f,0.0f,-6.0f);　　　　　　　　　　 // 左移 1.5 单位，并移入屏幕 6.0

　　下一行代码是新的。glRotatef(Angle,Xvector,Yvector,Zvector)负责让对象绕某个轴旋转。这个命令有很多用处。Angle通常是个变量代表对象转过的角度。Xvector、Yvector、Zvector三个参数则共同决定旋转轴的方向。比如(1,0,0)所描述的矢量经过X坐标轴的1个单位处并且方向向右。(-1,0,0)所描述的矢量经过X坐标轴的1个单位处，但方向向左。D. Michael Traub注：提供了对Xvector、Yvector、Zvector的上述解释。为了更好的理解X，Y和Z的旋转，我举些例子...
　　X轴 — 您正在使用一台台锯。锯片中心的轴从左至右摆放（就像OpenGL中的X轴）。尖利的锯齿绕着X轴狂转，看起来要么向上转，要么向下转。取决于锯片开始转时的方向。这与我们在OpenGL中绕着X轴旋转什么的情形是一样的。
　　Y轴 — 假设您正处于一个巨大的龙卷风中心，龙卷风的中心从地面指向天空（就像OpenGL中的Y轴）。垃圾和碎片围着Y轴从左向右或是从右向左狂转不止。这与我们在OpenGL中绕着Y轴旋转什么的情形是一样的。
　　Z轴 — 您从正前方看着一台风扇。风扇的中心正好朝着您（就像OpenGL中的Z轴）。风扇的叶片绕着Z轴顺时针或逆时针狂转。这与我们在OpenGL中绕着Z轴旋转什么的情形是一样的。
　　下面的一行代码中，如果rtri等于7，我们将三角形绕着Y轴从左向右旋转7。您也可以改变参数的值，让三角形绕着X和Y轴同时旋转。

　　　　　　glRotatef(rtri,0.0f,1.0f,0.0f);　　　　　　　　　　// 绕Y轴旋转三角形 ( 新增 )

　　下面的代码没有变化。在屏幕的左面画了一个彩色渐变三角形，并绕着Y轴从左向右旋转。

　　　　　　glBegin(GL_TRIANGLES);　　　　　　　　　　　　　　// 绘制三角形
　　　　　　　　　　glColor3f(1.0f,0.0f,0.0f);　　　　　　　　// 设置当前色为红色
　　　　　　　　　　glVertex3f( 0.0f, 1.0f, 0.0f);　　　　　　// 上顶点
　　　　　　　　　　glColor3f(0.0f,1.0f,0.0f);　　　　　　　　// 设置当前色为绿色
　　　　　　　　　　glVertex3f(-1.0f,-1.0f, 0.0f);　　　　　　// 左下
　　 　　　 　　　　glColor3f(0.0f,0.0f,1.0f);　　　　　　　　// 设置当前色为蓝色
　　　　　　　　　　glVertex3f( 1.0f,-1.0f, 0.0f);　　　　　　// 右下
　　　　　　glEnd();　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　// 三角形绘制结束

　　您会注意下面的代码中我们增加了另一个glLoadIdentity()调用。目的是为了重置模型观察矩阵。如果我们没有重置，直接调用glTranslate的话，会出现意料之外的结果。因为坐标轴已经旋转了，很可能没有朝着您所希望的方向。所以我们本来想要左右移动对象的，就可能变成上下移动了，取决于您将坐标轴旋转了多少角度。试试将glLoadIdentity()注释掉之后，会出现什么结果。
　　重置模型观察矩阵之后，X、Y、Z轴都以复位，我们调用glTranslate。您会注意到这次我们只向右一了1.5单位，而不是上节课的3.0单位。因为我们重置场景的时候，焦点又回到了场景的中心（0.0处）。这样就只需向右移1.5单位就够了。
　　当我们移到新位置后，绕X轴旋转四边形。正方形将上下转动。

　　　　　　glLoadIdentity();　　　　　　　　　　　　　　　 　// 重置模型观察矩阵
　　　　　　glTranslatef(1.5f,0.0f,-6.0f);　　　　　　　　　　// 右移1.5单位,并移入屏幕 6.0
　　　　　　glRotatef(rquad,1.0f,0.0f,0.0f);　　　　　　　　　// 绕X轴旋转四边形 ( 新增 )

　　下一段代码保持不变。在屏幕的右侧画一个蓝色的正方形。

　　　　　　glColor3f(0.5f,0.5f,1.0f);　　　　　　　　　　　　// 一次性将当前色设置为蓝色
　　　　　　glBegin(GL_QUADS);　　　　　　　　　　　　　　　　// 绘制正方形
　　　　　　　　　　glVertex3f(-1.0f, 1.0f, 0.0f);　　　　　　// 左上
　　　　　　　　　　glVertex3f( 1.0f, 1.0f, 0.0f);　　　　　　// 右上
　　　　　　　　　　glVertex3f( 1.0f,-1.0f, 0.0f);　　　　　　// 左下
　　　　　　　　　　glVertex3f(-1.0f,-1.0f, 0.0f);　　　　　　// 右下
　　　　　　glEnd();　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　// 正方形绘制结束

　　下两行是新增的。倘若把rtri和rquad想象为容器，那么在程序的开始我们创建了容器（GLfloat rtri及GLfloat rquad）。当容器创建之后，里面是空的。下面的第一行代码是向容器中添加0.2。因此每次当我们运行完前面的代码后，都会在这里使rtri容器中的值增长0.2。后面一行将rquad容器中的值减少0.15。同样每次当我们运行完前面的代码后，都会在这里使rquad容器中的值下跌0.15。下跌最终会导致对象旋转的方向和增长的方向相反。尝试改变下面代码中的+和-，来体会对象旋转的方向是如何改变的。并试着将0.2改成1.0。这个数字越大，物体就转的越快，这个数字越小，物体转的就越慢。

　　　　　　rtri+=0.2f;　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　// 增加三角形的旋转变量(新增)
　　　　　　rquad-=0.15f;　　　　　　　　　　　　　　　　　　// 减少四边形的旋转变量(新增)
　　　　　　return TRUE;　　　　　　　　　　　　　　　　　　　// 继续运行
　　}

　　最后换掉窗口模式下的标题内容。

　　　　　　　　　　　　　 if (keys[VK_F1])　　　　　　　　　// F1键按下了么?
　　　　　　　　　　　　　 {
　　　　　　　　　　　　　 　　　　keys[VK_F1]=FALSE;　　　　// 若是，使对应的Key数组中的值为 FALSE
　　　　　　　　　　　　　　　　　 KillGLWindow();　　　　　 // 销毁当前的窗口
　　　　　　　　　　　　　　　　　 fullscreen=!fullscreen;　 // 切换 全屏 / 窗口 模式
　　　　　　　　　　　　　　　　　 // 重建 OpenGL 窗口(修改)
　　　　　　　　　　　　　　　　　 if (!CreateGLWindow("NeHe's Rotation Tutorial",
　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　640,480,16,fullscreen))
　　　　　　　　　　　　　　　　　 {
　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　return 0;　　　　// 如果窗口未能创建，程序退出
　　　　　　　　　　　　　　　　　 }
　　　　　　　　　　　　　 }

　　在这一课中，我试着尽量详细的解释如何让对象绕某个轴转动。改改代码，试着让对象绕着Z轴、X+Y轴或者所有三个轴来转动。如果您有什么意见或建议请给我写信。如果您认为有什么不对或可以改进，请告诉我。我想做最好的OpenGL教程并对您的反馈感兴趣。

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