OpenGL 的学习之路-4（变换）-编程知识

三大变换：平移、缩放、旋转（通过这三种变换，可以将图像移动到任意位置）

其实，这背后对应的数学在闫令琪图形学课程中有过一些了解，所以，理解起来也不觉得很困难。看程序吧。

1.画三角形（运用三种变化效果）

///
#include <GL/gl.h>
#include <GL/glu.h>
#include <GL/glut.h>
#include <stdlib.h>///
void init(void) {glClearColor (0.0, 0.0, 0.0, 0.0);//glShadeModel (GL_FLAT);
}///
void draw_triangle(void) {glBegin (GL_LINE_LOOP);glVertex2f(0.0, 25.0);glVertex2f(25.0, -25.0);glVertex2f(-25.0, -25.0);glEnd();
}///
void display(void) {glClear (GL_COLOR_BUFFER_BIT);glLoadIdentity (); ///!!!!glColor3f (1.0, 1.0, 1.0);draw_triangle ();glEnable (GL_LINE_STIPPLE); ///!!!!打开画线型的开关glLineStipple (1, 0xF0F0);glLoadIdentity ();glTranslatef (-20.0, 0.0, 0.0);  ///平移draw_triangle ();glLineStipple (1, 0xF00F);glLoadIdentity ();glScalef (1.5, 0.5, 1.0);   ///缩放draw_triangle ();glLineStipple (1, 0x8888);glLoadIdentity ();glRotatef (90.0, 0.0, 0.0, 1.0);   ///旋转，第一个参数是角度，后面三个是旋转的轴draw_triangle ();glDisable (GL_LINE_STIPPLE); //*/glFlush ();
}//先不看这个
///
void reshape (int w, int h) {glViewport (0, 0, (GLsizei) w, (GLsizei) h);glMatrixMode (GL_PROJECTION);glLoadIdentity ();if (w <= h)glOrtho (-50.0, 50.0, -50.0*(GLfloat)h/(GLfloat)w,50.0*(GLfloat)h/(GLfloat)w, -1.0, 1.0);elseglOrtho (-50.0*(GLfloat)w/(GLfloat)h,50.0*(GLfloat)w/(GLfloat)h, -50.0, 50.0, -1.0, 1.0);glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
}///
int main(int argc, char** argv) { //int argc, char** argv) {glutInit(&argc, argv);glutInitDisplayMode(GLUT_SINGLE | GLUT_RGB);glutInitWindowSize(500, 500);glutInitWindowPosition(100, 100);glutCreateWindow(""); //argv[0]);init();glutDisplayFunc(display);glutReshapeFunc(reshape);glutMainLoop();return 0;
}

运行结果：

程序分析：

知识点：

1.glLoadIdentity () 所有的变换操作是放在一个栈中的，在施加一个新变化上，该语句的作用是向栈中压入一个I（单位阵），也就是现在还无变换。方便后续操作。

2.glTranslatef (-20.0, 0.0, 0.0) 平移操作，向x轴的负半轴平移20个单位。该语句施加在前面I之上，相当于该平移变换起作用。

3.glScalef (1.5, 0.5, 1.0) 缩放操作，x轴坐标变为原来的1.5倍，y轴坐标变为原来的0.5倍。该语句施加在前面I之上，相当于该缩放变换起作用。

4.glRotatef (90.0, 0.0, 0.0, 1.0) 旋转操作，以（0，0，1）也就是z轴为旋转轴，旋转度数为90度。该语句施加在前面I之上，相当于该旋转变换起作用。

2.变换的顺序以及新的语句使用

///
#include <GL/gl.h>
#include <GL/glu.h>
#include <GL/glut.h>
#include <iostream>///
void myMainWinDraw(void);
void myMainWinReshape(int _width, int _height);///
int winWidth, winHeight;
int control(0);///
int main(int argc,char** argv) {glutInit(&argc,argv);glutInitDisplayMode(GLUT_SINGLE|GLUT_RGB);glutInitWindowSize(400, 400);glutInitWindowPosition(0, 0);glutCreateWindow("Hello");glutDisplayFunc(myMainWinDraw);glutReshapeFunc(myMainWinReshape);glutMainLoop();return 0;
}//先不看这个（的作用）
///
void myMainWinReshape(int _width, int _height) {winWidth  = _width;winHeight = _height;glViewport(0, 0, _width, _height);
}///
void myMainWinDraw() {glClearColor(0.0, 0.0, 0.0, 0.0);glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);glPushMatrix();  //!!!glLoadIdentity();//attention: order is very important !!glRotatef(90, 0.0f, 0.0f, 1.0f); //<<===new!!glTranslatef(0.75f, 0.0, 0.0f);   //<<===new!!glutWireTeapot(0.25f);glPopMatrix();   //!!!glFlush();
}///

运行结果：

如果改变R和T的顺序：

运行结果：

示意图：

知识点：

1.glPushMatrix() 将存着变换的栈中的栈顶矩阵复制一份再放到栈顶。

2.glLoadIdentity () 将那个栈顶的矩阵变换为单位阵 I。

3.如果有多个变换的函数，先施行的是最下面的，然后往上进行。

4.glPopMatrix() 将栈顶的矩阵弹出，这样比较安全。变换前后，保持了栈中的状态没有变化。

(以上三种变换属于模型变换）

3.设置相机的位置

拍摄受相机的影响，影响相机的三个因素：相机的位置、相机的指向、相机的top方向。如果把相机比作人的眼睛的话，眼睛的位置、眼睛看向哪里、头的歪头。

///
///#include <GL/gl.h>
#include <GL/glu.h>
#include <GL/glut.h>#define STEP  0.01f///
double eyex, eyez, upx;///
void myDrawing(void);
void myKeyboard(unsigned char _key, int _x, int _y);
void reshape(GLsizei _wid, GLsizei _hei);///
int main(int argc,char** argv) {glutInit(&argc,argv);eyex = eyez = 0;upx  = 0;glutInitDisplayMode(GLUT_SINGLE|GLUT_RGB);glutInitWindowSize(300, 300);glutInitWindowPosition(400, 0);glutCreateWindow("Hello");glutDisplayFunc(myDrawing);glutKeyboardFunc(myKeyboard);glutReshapeFunc(reshape);glutMainLoop();return 0;
}///
void reshape(GLsizei _wid, GLsizei _hei) {glViewport(0, 0, _wid, _hei);glMatrixMode(GL_PROJECTION);glLoadIdentity();#if 1if (_wid<=_hei) {glOrtho(-3.0, 3.0, -3.0*_hei/_wid, 3.0*_hei/_wid, -3.0, 13.0);} else {glOrtho(-3.0*_wid/_hei, 3.0*_wid/_hei, -3.0, 3.0, -3.0, 13.0);}
#elsegluPerspective(90.0, 1.0, 0, 10.0);
#endifglMatrixMode(GL_MODELVIEW);
}///
// 图形绘制函数
void myDrawing(void) {glClearColor(0.0, 0.0, 1.0f, 0.0);  //设置背景清除蓝色glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);       //执行清除glPushMatrix();glLoadIdentity();gluLookAt(eyex, 0, eyez, 0, 0, -1, upx, 1, 0);  //会在modelview矩阵上叠加glTranslatef(0.0f, 0.0f, -3.0f);glutWireTeapot(0.5f);//gluLookAt(eyex, 0, eyez, 0, 0, -1, upx, 1, 0);  //会在modelview矩阵上叠加----顺序glPopMatrix();glFlush();
}///
// 键盘事件处理函数               <==========NEW!!!
void myKeyboard(unsigned char _key, int _x, int _y) {switch (_key) {case 'w': eyex += STEP; break;case 's': eyex -= STEP; break;case 'r': eyez += STEP; break;case 'f': eyez -= STEP; break;case 'e': upx += STEP; break;case 'd': upx -= STEP; break;}glutPostRedisplay();
}

知识点：

1.gluLookAtt(eyex, 0, eyez, 0, 0, -1, upx, 1, 0) 9个参数，三个一组，前三个是相机的位置，中间三个是相机看向的方向，后三个是相机的top方向。这里，一开始，相机位于原点位置，相机看向z轴负半轴（也就是屏幕里），相机的top方向是y轴的正方向。

2.这里使用了键盘事件处理的回调函数来实现漫游（相机的移动）。