4.4.2 OpenGL几何变换编程实例

程序运行结果如下图：

#include <GL/glut.h>

#include <stdlib.h>

#include <math.h>

/* 初始化显示窗口大小 */

GLsizei winWidth=600,winHeight=600;

/* 设置世界坐标系的显示范围 */

GLfloat xwcMin=-300.0,xwcMax=300.0;

GLfloat ywcMin=-300.0,ywcMax=300.0;

void init (void)

{

/* 设置显示窗口的背景颜色为白色 */

glClearColor(1.0,1.0,1.0,0.0);

}

class wcPt3D

{

public:

GLfloat x, y, z;

};

/* 三维旋转变换，参数：旋转轴（由点p1和p2定义）和旋转角度（thetaDegrees）*/

void rotate3D (wcPt3D p1, wcPt3D p2, GLfloat thetaDegrees)

{

/* 设置旋转轴的矢量 */

float vx = (p2.x - p1.x);

float vy = (p2.y - p1.y);

float vz = (p2.z - p1.z);

/*通过平移-旋转-平移复合变换序列完成任意轴的旋转（注意OpenGL中的反序表示）*/

glTranslatef (p1.x, p1.y, p1.z); //③移动p1到原始位置

/*②关于通过坐标原点的坐标轴旋转*/

glRotatef (thetaDegrees, vx, vy, vz);

glTranslatef (-p1.x, -p1.y, -p1.z); //①移动p1到原点位置

}

/* 三维比例放缩变换，参数：比例系数sx、sy、sz和固定点fixedPt */

void scale3D (GLfloat sx, GLfloat sy, GLfloat sz, wcPt3D fixedPt)

{

/*通过平移-放缩-平移复合变换序列完成任意点为中心点的比例缩放*/

/* ③反平移到原始位置*/

glTranslatef (fixedPt.x, fixedPt.y, fixedPt.z);

glScalef (sx, sy, sz); // ②基于原点的比例放缩变换

/* ① 移动固定点到坐标原点*/

glTranslatef (-fixedPt.x, -fixedPt.y, -fixedPt.z);

}

void displayFcn (void)

{

/* 设置变换中心点位置 */

wcPt3D centroidPt,R_p1, R_p2;

centroidPt.x=50;

centroidPt.y=100;

centroidPt.z=0;

R_p1=centroidPt;

R_p2.x=50;

R_p2.y=100;

R_p2.z=1;

/* 设置几何变换参数*/

wcPt3D p1,p2,fixedPt;

p1= R_p1;

p2= R_p2;

fixedPt=centroidPt;

GLfloat tx=0.0,ty=100.0,tz=0;

GLfloat sx=0.5,sy=0.5,sz=1;

GLdouble thetaDegrees = 90;

glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT); // 清空显示窗口

glMatrixMode (GL_MODELVIEW);

glLoadIdentity(); //清空变换矩阵为单位矩阵，恢复原始坐标系环境

/* 显示变换前几何对象 */

glColor3f(0.0,0.0,1.0); // 设置前景色为蓝色

glRecti(50,100,200,150); //显示蓝色矩形（变换前）

/* 执行几何变换（注意以反序形式写出）*/

glTranslatef (tx, ty, tz); // ③平移变换

scale3D (sx, sy, sz, fixedPt); // ②比例放缩变换

rotate3D (p1, p2, thetaDegrees); // ①旋转变换

/* 显示变换后几何对象 */

glColor3f(1.0,0.0,0.0); //重新设置前景色为红色

glRecti(50,100,200,150); //显示红色矩形（变换后）

glFlush();

}

void winReshapeFcn(GLint newWidth,GLint newHeight)

{

glMatrixMode(GL_PROJECTION);

glLoadIdentity();

gluOrtho2D(xwcMin,xwcMax,ywcMin,ywcMax);

glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);

}

void main(int argc, char ** argv)

{

glutInit(&argc,argv);

glutInitDisplayMode(GLUT_SINGLE|GLUT_RGB);

glutInitWindowPosition(50,50);

glutInitWindowSize(winWidth,winHeight);

glutCreateWindow("三维几何变换实例-OpenGL版复合变换");

init();

glutDisplayFunc(displayFcn);

glutReshapeFunc(winReshapeFcn);

glutMainLoop();

}