OpenGl 中的旋转矩阵

本文详细介绍了OpenGL中如何使用旋转矩阵来实现三维空间内的图形旋转。包括了绕X轴旋转30度、绕Y轴旋转45度的具体矩阵表示,以及先后进行这两种旋转后的复合旋转矩阵。
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OpenGL 中的旋转矩阵·

 

单独 绕X轴旋转30度

rotate from X::

  1.000    0.000    0.000    0.000
  0.000    0.866    0.500    0.000
  0.000    -0.500    0.866    0.000
  0.000    0.000    -20.000    1.000

 

 

单独 绕Y轴旋转45度

rotate from Y::
  0.707    0.000    -0.707    0.000
  0.000    1.000    0.000    0.000
  0.707    0.000    0.707    0.000
  0.000    0.000    -20.000    1.000

 

绕X轴旋转30度之后,再绕Y轴旋转45度之后的旋转矩阵

rotate from Y::

  0.707    0.354    -0.612    0.000
  0.000    0.866    0.500    0.000
  0.707    -0.354    0.612    0.000
  0.000    0.000    -20.000    1.000

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### OpenGL 旋转矩阵实现方法 在计算机图形学中,旋转变换是一种常见的几何变换操作,在三维空间中的物体可以通过指定旋转来改变其位置和方向。对于OpenGL而言,可以利用`glRotatef()`函数轻松完成这一任务[^1]。 #### 使用 `glRotatef()` 此函数用于创建一个围特定坐标旋转矩阵并将其乘到当前矩阵上。语法如下: ```cpp void glRotatef(GLfloat angle, GLfloat x, GLfloat y, GLfloat z); ``` 参数说明: - `angle`: 表示角值(以为单位),表示要旋转的角。 - `x`, `y`, `z`: 定义了旋转的方向向量;如果希望对象沿X、Y 或 Z 旋转,则只需设置对应分量为1而其他两个设为0即可。 例如,下面这段代码展示了如何让一个立方体沿着 Y 顺时针旋转45°: ```cpp // 开始绘制前先保存原始状态 glPushMatrix(); // 将模型视图矩阵左乘一个Y正方向转过45角的旋转矩阵 glRotatef(45.0f, 0.0f, 1.0f, 0.0f); // 进行实际绘图命令... // 结束后恢复之前的状态 glPopMatrix(); ``` 需要注意的是,在现代版本的OpenGL核心配置文件下不推荐直接调用上述固定管线API(`glRotatef`)来进行矩阵运算,而是应该采用着色器程序配合自定义矩阵库的方式手动构建所需的变换矩阵,并通过uniform变量传递给GPU处理。 为了适应更广泛的应用场景以及提高性能表现,建议开发者学习GLM(Mathematics for GL)这样的第三方数学库来辅助编写高效可靠的渲染逻辑。
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