一个鼠标实现跟踪球的简单类

三维空间中，每个物体有一个包围球 ，跟踪球思想有点类似拨动地球仪，就是拨动物体的包围球，物体也随之旋转，这样子可以更好的，更全面的观察物体。

主要思想就是鼠标单击屏幕，并执行拖动：画出一段弧线，起点v0，终点v1。这两点都是二维的，必须投影到三维空间中，分别记为:p0,p1, 也就是两个向量：p0,p1，进行单位化以后，二者进行差乘求出向量axis，则axis就是物体旋转轴。angle成员变量是控制球体转动速度的。

代码如下：

#include <math.h>
#include <GL/glut.h>

class CTrackBall
...{
public:
    #define M_PI 3.1415926
    CTrackBall()
        :angle(0.0),
        trackingMouse(false), trackBallMove(false),reDrawContinue(false)
    ...{
        for(int i=0; i<3; i++)    axis[i]=lastPos[i]=0.0F;
    };
    ~CTrackBall()...{};

    void SetWinWidth(int w) ...{ winWidth=w; }
    void SetWinHeight(int h)...{ winHeight=h; }

    void MakeRotate()
    ...{
        glRotatef(angle, axis[0], axis[1], axis[2]);
    }
    //根据二维的坐标x，y产生一组三维的坐标，单位化后存放到v中
    void trackball_Prov(int x, int y, float v[3])
    ...{
        GLfloat    d, a;

        /**//*Project x,y to a hemi-sphere centered within width,height*/
        v[0]=(2.0F*x-winWidth) / winWidth;
        v[1]=(winHeight-2.0F*x) / winHeight;

        d=(float)sqrt(v[0]*v[0]+v[1]*v[1]);
        v[2]=(float)cos ( (M_PI/2.0F)* ( (d<1.0) ? d : 1.0F ) );
        //make identity  单位化
        a=1.0F / (float)sqrt(v[0]*v[0]+v[1]*v[1]+v[2]*v[2]);
        v[0] *=a;
        v[1] *=a;
        v[2] *=a;
    }

    //GUI的接口函数
    void onMouseMotion(int x, int y)
    ...{
        float curPos[3], dx, dy, dz;

        trackball_Prov(x, y, curPos);
        if(trackingMouse)
        ...{
            dx=curPos[0]-lastPos[0];
            dy=curPos[1]-lastPos[1];
            dz=curPos[2]-lastPos[2];

            if(dx || dy || dz)
            ...{
                angle=90.0F*sqrt(dx*dx+dy*dy+dz*dz);

                //vector Cross:lastPos×curPos;
                axis[0] = lastPos[1]*curPos[2] - lastPos[2]*curPos[1];
                axis[1] = lastPos[2]*curPos[0] - lastPos[0]*curPos[2];
                axis[2] = lastPos[0]*curPos[1] - lastPos[1]*curPos[0];

                //refresh the lastPos
                lastPos[0] = curPos[0];
                lastPos[1] = curPos[1];
                lastPos[2] = curPos[2];
            }
        }

        glutPostRedisplay();
    }
    //交互方式可以修改的，
    void onMouseButton(int button, int state, int x, int y)
    ...{
        if(button==GLUT_RIGHT_BUTTON)
            exit(0);
        if(button==GLUT_LEFT_BUTTON)
            switch(state)
        ...{
            case GLUT_DOWN:
                y=winHeight-y;
                startMotion(x, y);
                break;
            case GLUT_UP:
                stopMotion(x, y);
                break;
        }
    }

    void startMotion(int x, int y)
    ...{
        trackingMouse = true;
        reDrawContinue = false;
        startX = x;    startY = y;
        curX = x;    curY = y;

        trackball_Prov(x, y, lastPos);
        trackBallMove = true;
    }

    void stopMotion(int x, int y)
    ...{
        trackingMouse = false;
        if(startX != x || startY!= y)
            reDrawContinue=true;
        else
        ...{
            angle=0.0; 
            reDrawContinue=false;    trackBallMove = false;
        }
    }
    
    //control switch variable:
    bool trackingMouse;
    bool trackBallMove;
    bool reDrawContinue;
private:
    int winWidth, winHeight;

    float angle;
    float axis[3];
    float lastPos[3];
    //for the use of mouse
    int curX, curY;
    int startX, startY;
};

类接口的使用：

void Display()
...{
    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
    /**//*view transform*/
    if(trackBall.trackBallMove)
    ...{
        //printf("%f ", angle);
        trackBall.MakeRotate();
    }
  //  colorCube();  绘制物体函数调用；

    glutSwapBuffers();
}

void myReshape(int w, int h)
...{
    glViewport(0,0,w,h);
    
    trackBall.SetWinWidth(w);
    trackBall.SetWinHeight(h);
}

void spinCube()   //
...{
    if(trackBall.reDrawContinue)    
        glutPostRedisplay();
}
void onMouseMotion(int x, int y)
...{
    trackBall.onMouseMotion(x, y);
}
void onMouseButton(int button, int state, int x, int y)
...{
    trackBall.onMouseButton(button, state, x, y);
}

main里面除了一般的创建窗口，视图矩阵，和投影矩阵的设置等之外，加上交互函数调用：

 glutDisplayFunc(Display);
 glutIdleFunc(spinCube);
 glutMouseFunc( onMouseButton );
 glutMotionFunc( onMouseMotion );
就可以了。