OpenGL坐标变换 平移,缩放与旋转

本文介绍了OpenGL中的坐标变换原理,包括平移、缩放与旋转操作,并通过实例代码演示了如何在OpenGL环境中应用这些变换。

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OpenGL坐标变换 平移,缩放与旋转

OpenGL有内建的坐标系,事实上OpenGl有两套坐标系,一个坐标系被称为眼睛坐标(eye coordinate system) 简称ECS 。  OpenGL还有一套坐标,被称为(object coordinate system) 简称OCS ,而这个才是更为重要的,其实我们用来绘图的正是OCS

两个坐标系中ECS 可以看成是一个现实存在的 基本不变的全局坐标系,而OCS则可以看成是用户自定义的坐标系,我们可以将这个坐标系任意的平移与缩放,在初始情况下他和ECS是重合的,也可以通过glLoadIdentity()强制复位,这样可以给我们的绘图带来极大的方便。这里有一点是要值得注意的是在使用一个函数时需要弄清它是使用什么坐标系的,刚刚我们用到的glVertex系列函数都是用的OCS

    下面是一个平移和缩放例子:

#include<stdio.h>
#include <GL/glut.h>
#include <GL/glext.h>
void makecross(float *color) //在当前OCS的中心画一个十字
{
              glBegin(GL_LINES);
                        glColor3fv(color); //设置当前颜色
                        glVertex3f(-1,0,0);
                        glVertex3f(1,0,0);
                        glVertex3f(0,-1,0);
                       glVertex3f(0,1,0);
              glEnd();
}
void display()
{
         float red[3]={1,0,0};
         float blue[3]={0,1,0};
         float green[3]={0,0,1};
         float yellow[3]={1,1,0};

         glClearColor(1,1,1,1);
         glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);

         glLoadIdentity();
         makecross(red);
         glTranslatef(-0.5,-0.5,0);//坐标平移
//glLoadIdentity();//坐标复位
         makecross(blue);
         //glTranslatef(1,0.25,0);
         //makecross(green);
         //glTranslatef(-0.75,0.75,0);
         //glScalef(0.5,0.5,1); //在x,y 上缩小一半
         //makecross(yellow);
        glFlush();          //更新窗口
}
int main(int argc, char *argv[])
{
glutInit(&argc, argv);
glutInitDisplayMode(GLUT_RGB | GLUT_SINGLE);
glutInitWindowPosition(0, 0);
glutInitWindowSize(600, 600);
glutCreateWindow("OpenGL 3D View");
glutDisplayFunc(display);
glutMainLoop();
return 0;
}

 这两个函数中makecross的作用是在坐标中心画一个十字,前面我们知道glVertex使用的是OCS 所以makecross 的作用便是在当前OCS的中心画一个十字,以观察OCS的位置,

  glColor3fv(color)的功能于之前我们看到的glColor3f(r,g,b)是一样的,只不过一个是使用一个数组作为参数

1. void glLoadIdentity(void)

  在display中 glLoadIdentity 的作用是使OCS 与ECS 重合,在这里我们用来初始化OCS 

2. void glTranslate{fd}(TYPEx, TYPE y, TYPEz);

glTranslatef 是将OCS平移至x,y,z 出,也就是在(x,y,z)处建立新的OCS,这里要注意这里的参数X,Y,Z也是OCS坐标

3. void glScale{fd}(TYPEx, TYPE y, TYPEz);

  glScalef则是当前OCS的缩放,x,y,z 分别指在三个方向上的放大倍数

   说完了缩放和平移,我们来看看旋转,opengl 里的旋转是通过glrotate来实现的,他的本质是将当前矩阵在乘于旋转矩阵,就是将当前的OCS 旋转一个指定的角度

4. void glRotate{fd}(TYPE angle, TYPE x, TYPE y, TYPE z);

glrotate 是将当前OCS绕向量(x,y,z)逆时针旋转angle度 例如我们要讲上例中的图形旋转绕Z轴旋转45度则可以通过glrotatef(45,0,0,1)来实现。

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