坐标呀坐标

 

学成知识中心 (摘自:水木BBS)

发信人: jeopardy (子弹头), 信区: Graphics        
标  题: Re: opengl中的坐标转化问题 
发信站: BBS 水木清华站 (Thu Nov 23 08:48:23 2000) 
 
发信人: pissarro (.。o 唰啊?, 信区: Graphics 
标  题: 茅塞顿开！ 
发信站: 武汉白云黄鹤站 (Fri Nov  3 14:42:30 2000), 站内信件 
 
【 在 pissarro 的大作中提到: 】 
∶ 一、模型变换(Model)和视点变换(View)他们公用模型视景距阵(ModelView)， 
∶ 而在程序中如何区分这两种变换? 
 
首先要明白，绝对意义的坐标是不存在的。 
坐标只是一个相对的概念，同一个物体对于不同的参照系，就有不同的坐标。 
 
从客观上说，模型变换和视点变换完全是一回事（因此OpenGL中也只有 
一个统一的ModelView Matrix）。 
 
对于同一段变换代码，可以有多种理解方式，因为移动视点也可以看作是 
将整个场景向相反的方向移动。 
 
拿一个最简单的情况来说： 
 
void myDrawSomeThing() 
{ 
        ... 
} 
 
void myDraw() 
{ 
        glLoadIdentity(); 
 
        glTranslate(0, 0, -3); 
        myDrawSomeThing(); 
} 
 
有两种理解的方式： 
 
        1) glTranslate(...)是模型变换， 
           此时，照相机在坐标原点，物体在(0, 0, -3)处。 
 
        2) glTranslate(...)都是视点变换， 
           此时，照相机在(0, 0, 3)处，而物体在坐标原点。 
 
不论你如何理解，最后的效果都是一样的， 
即物体在照相机前方三个单位长度的位置上。 
 
一般情况下，如果把一个变换序列当作是是视点变换的话，就要把变换 
的顺序倒过来，而且要把变换的数值取为原来的负值。比如： 
 
移动到(1, 2, 3)处，再绕X轴旋转60度： 
 
对于物体来说：变换序列是： 
        glTranslate(1, 2, 3); 
        glRotate(60, 1, 0, 0); 
 
而对于视点来说：变换序列则是： 
        glRotate(-60, 1, 0, 0); 
        glTranste(-1, -2, -3); 
 
 
下面的方法可以用来帮助你理解和设置程序中的ModelView的变换： 
 
1) 每一个物体都有两个参数: 
      位置pos(x, y, z)  和 
      方向orientation(rx, ry, rz). 
   此时物体的方位（即模型变换）可以由如下的代码来设置： 
void DrawObj(CObj * obj) 
{ 
      glPushMatrix(); 
      glTranslate(obj->pos.x, obj->pos.y, obj->pos.z); 
      glRotate(obj->orientation.rx, 1, 0, 0); //绕X轴旋转rx度 
      glRotate(obj->orientation.ry, 0, 1, 0); //绕Y轴旋转ry度 
      glRotate(obj->orientation.rz, 0, 0, 1); //绕Z轴旋转rz度 
      Obj->Draw(); 
      glPopMatrix(); 
} 
 
2) 把视点当前普通的物体来看待，同样也有位置和方向两个参数 
   则，视点变换可以由如下代码完成： 
void SetEye(CEye * eye) 
{ 
      glRotate(-eye->orientation.rz, 0, 0, 1); //绕Z轴旋转rz度 
      glRotate(-eye->orientation.ry, 0, 1, 0); //绕Y轴旋转ry度 
      glRotate(-eye->orientation.rx, 1, 0, 0); //绕X轴旋转rx度 
      glTranslate(-eye->pos.x, -eye->pos.y, -eye->pos.z); 
} 
 
  注意：设置视点的过程实际就是把设置物体的代码倒来过来， 
        并且方向和位置都取了负值。 
 
3)  此时整个绘图的过程就可以表示如下： 
void myDraw() 
{ 
    glLoadIdentity(); 
 
        SetEye(eye); 
 
        for all obj(s) do DrawObj(obj); 
} 
 
 
 
∶ 二、还有OpenGL的坐标体系到底是怎样的？ 
∶ 物体坐标、视点坐标（眼坐标）、世界坐标经常在OpenGL Red Book中 
∶ 出现，他们的区别是什么？ 
 
举个例子说明把，假设： 
        物体A在坐标(0, 0, 10)处, 面向(0, 0, -∞) 
        视点C在坐标(0, 0, 100)处, 视线指向原点(0, 0, 0) 
 
上面的四个个坐标就是世界坐标(也就是它们的实际坐标)。 
 
视点坐标系就是以视点为原点，以视线方向为Z轴正方向， 
向左为X轴正方向，向上为Y轴正方向 
（注：此处的视点坐标系为左手坐标系） 
物体在视点坐标系中的坐标就称为视坐标，此处，物体A的视坐标为(0, 0, 90) 
 
物体坐标就将某一个物体看作视点的而得出的视坐标系， 
比如此时视点C在物体A的坐标系中的位置是(0, 0, -90) 
 
 
 
∶ 三、请哪位大虾解释以下下面一段代码： 
∶     glViewport(0, 0, w, h); 
∶     glMatrixMode(GL_PROJECTION); 
∶     glLoadIdentity(); 
∶     gluPerspective(60.0, (GLfloat) w/(GLfloat) h, 3.0, 20.0); 
∶     ~~~~~~~~~~~~~~透视变换的 near和far 坐标是 3.0-20.0，这是按什么坐标 
∶ ................... 
∶来设置的？好象物体要放在 -3.0 和 -20.0之间才能被视点所看到。Why? 
 
near和far是按照视坐标来设置的， 
即距离视点(3.0-20.0)个单位长度之内的物体是可见的。 
缺省情况下，照相机位于坐标原点，且指向(0, 0, -∞) 
按照我们刚才定义的视坐标，只有实际坐标在(-20, -3)之间的物体是可见的。 
 
 
∶    glMatrixMode(GL_MODELVIEW); 
∶    //书上讲OpenGL缺省时物体和视点都位于原点，且视点指向Z轴的负方向。 
∶    glTranslatef (0.0, 0.0, -5.0); 
∶    ~~~~~~~~~~~~ 
∶               书上讲 这是为了将物体与视点分离的取景变换。Z坐标取-5.0 
∶是表示将视点向Z轴负方向移动5个单位。物体不动而视点还指向Z轴的负方向， 
∶这能看见物体吗？sarah个人理解： 这个是按照视点坐标系得理解方法,而视点坐标系Z轴的负方向是和世界坐标系不同的
∶               亦或是物体向Z轴负方向移动5个单位，这更容易理解。 
 
 
        就像上面解释的那样： 
    glTranslatef(0, 0, -5)如果看作是视点变换点话，应该取负值，所以 
    视点位置应该是(0, 0, 5) 
 
 
 
∶    auxWireSphere(1.0); 
∶    ~~~~~~~~~~~~~是在什么坐标系下绘制球？世界坐标、物体坐标、视点坐标 
∶ 
∶我好困惑，望大家指点迷津！ 
 
可以这样理解：当前绘制的物体的实际坐标（也就是世界坐标）是由在绘制该物体 
    之前所有模型变换注意，不包括视点变换）的效果的总和而定的。 
 
    比如：你将glTranslate(0, 0, -5)看作模型变换，则物体的坐标就是(0, 0, -5) 
    如果将glTranslate(0, 0, -5)看作视点变换，则物体的坐标就是（0, 0, 0); 
 
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     。  。 
      . . 
 
 
【 在 yangfaliang (flying) 的大作中提到: 】 
∶ 在opengl中如何将任意方向设为x轴? 
∶ 比如说,如何将(0,0,0)--(1,1,1)所指方向设为x轴方向? 
∶ 另外,opengl中的坐标原点是怎么定义的?可以另外设定吗? 
∶ 恳请各位大侠不吝赐教,在下先行谢过!!! 
 
 
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