OpenGL 自由旋转

来源：互联网发布：js创建一个对象编辑：程序博客网时间：2024/05/02 01:40

这篇日志是我在学习OpenGL的过程中的一点小小心得。因为本人刚刚接触OpenGL，并且还是业余时间自己捣腾，所以有些地方可能理解比较片面，或者解读有误的。如果有路过的正好看到这个文章，并且正好发现了里面错误的地方，希望能够留言指正，谢谢！！

从一开始我就知道，voidglRotatef(GLfloatangle,GLfloat x,GLfloat y,GLfloatz)函数可以用来实现模型在场景中的旋转。我在做一个鼠标拖动旋转模型的小程序的时候，问题出现了。我的基本思路是，鼠标上下方向的移动解释为绕x轴转一定角度，鼠标左右方向的移动解释为绕y轴转动。在用户每次拖动鼠标是，都会既有横轴方向的移动，又有纵轴方向的移动。于是我就两次调用glRotatef函数，分别绕x轴和y轴转。但是，由于第一次调用的时候，坐标系已经变化了（我觉得可能是处于性能的考虑，glRotatef转的是坐标系，而不是模型），第二次调用就不能得到想要的结果。于是只能做到模型固定绕自己一条轴转，而不是绕用户看到的x、y方向转。

这时候就只能用变换矩阵的方式来实现旋转了。变换矩阵应该跟glRotatef内部做的事情是一个道理，就是把当前的模型变换矩阵乘一个特定的变换矩阵，来增加一个特定的变换效果。函数voidglMultMatrix{df}();就是用来完成这个功能的。这个函数在当前变换矩阵的基础上右乘一个增加效果的矩阵。具体使用的时候，我们只要把变换矩阵都乘在一起，就能够避免多次转动坐标系的问题。

#include <GL/glut.h>#include <stdlib.h>#include <math.h>#include <string.h>float x_rotate = 0.0;float y_rotate = 0.0;float last_x;float last_y;typedef float GLMatrixf[16];GLMatrixf mat_rotate;GLMatrixf mat_saved;void matrix_mult_f(float ori[16],float mul[16]){ float tmp[16]; int o_r; int m_c; int i; memset(tmp,0,sizeof(float) * 16); for (o_r = 0; o_r < 4; ++o_r){ for (m_c = 0; m_c < 4; ++m_c){ for (i = 0; i < 4; ++i){ tmp[o_r * 4 + m_c] += ori[o_r * 4 + i] * mul[i * 4 + m_c]; } } } memcpy(ori,tmp,sizeof(tmp));}void matrix_rotate_x(float mat[16],float angle){ float radious; memset(mat,0,sizeof(float) * 16); radious = M_PI * angle / 180.0; mat[0] = 1.0; mat[15] = 1.0; mat[5] = cosf(radious); mat[6] = sinf(radious); mat[9] = 0 - mat[6]; mat[10] = mat[5];}void matrix_rotate_y(float mat[16],float angle){ float radious; memset(mat,0,sizeof(float) * 16); radious = M_PI * angle / 180.0; mat[5] = 1.0; mat[15] = 1.0; mat[0] = cosf(radious); mat[8] = sinf(radious); mat[2] = 0 - mat[8]; mat[10] = mat[0];}void matrix_init_e(float mat[16]){ memset(mat,0,sizeof(float) * 16); mat[0] = 1.0; mat[5] = 1.0; mat[10] = 1.0; mat[15] = 1.0;}void init(void) { glClearColor (0.0, 0.0, 0.0, 0.0); glShadeModel (GL_FLAT); glEnable(GL_DEPTH_TEST); matrix_init_e(mat_saved);}void draw_model(GLenum mode){ glColor3f (1.0, 1.0, 0.0); glutWireTeapot(1.5);}void rotate_model(void){ // 如果没有拖动鼠标，就不进行后续的运算了。 if ((0.01 > x_rotate && -0.01 < x_rotate) && (0.01 > y_rotate && -0.01 < y_rotate)){ glMultMatrixf(mat_saved); return; } if (0.01 < x_rotate || -0.01 > x_rotate){ matrix_rotate_x(mat_rotate,x_rotate); matrix_mult_f(mat_saved,mat_rotate); x_rotate = 0.0; } if (0.01 < y_rotate || -0.01 > y_rotate){ matrix_rotate_y(mat_rotate,y_rotate); matrix_mult_f(mat_saved,mat_rotate); y_rotate = 0.0; } glMultMatrixf(mat_saved); }void display(void){ glClear (GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT); glLoadIdentity (); /* clear the matrix */ /* viewing transformation */ gluLookAt (0.0, 0.0, 5.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 1.0, 0.0); rotate_model(); draw_model(GL_RENDER); glutSwapBuffers();}void reshape (int w, int h){ glViewport (0, 0, (GLsizei) w, (GLsizei) h); glMatrixMode (GL_PROJECTION); glLoadIdentity (); glFrustum (-1.0, 1.0, -1.0, 1.0, 1.5, 20.0); glMatrixMode (GL_MODELVIEW);}void motion_func(int x,int y){ y_rotate += (x - last_x) / 3.0; x_rotate += (y - last_y) / 3.0; last_x = x; last_y = y;}void mouse_func(int button,int state,int x,int y){ if (GLUT_LEFT_BUTTON == button){ if (GLUT_DOWN == state){ last_y = y; last_x = x; } }}int main(int argc, char** argv){ glutInit(&argc, argv); glutInitDisplayMode (GLUT_DOUBLE | GLUT_DEPTH | GLUT_RGB); glutInitWindowSize (500, 500); glutInitWindowPosition (100, 100); glutCreateWindow ("Cube for Test"); init (); glutDisplayFunc(display); glutIdleFunc(display); glutReshapeFunc(reshape); glutMotionFunc(motion_func); glutMouseFunc(mouse_func); glutMainLoop(); return 0;}

PS:关于转角和变换矩阵的关系，可以参考这个网页：

http://www.cprogramming.com/tutorial/3d/rotationMatrices.html