glViewport()函数和glOrtho()函数的理解

本文深入探讨OpenGL中glOrtho和glViewport的使用方法,通过实例展示了如何利用它们进行正交投影和平行视图的创建及调整,以及如何通过glViewport实现图像在不同分辨率屏幕上的正确显示。

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在OpenGL中有两个比较重要的投影变换函数,glViewport和glOrtho。

glOrtho是创建一个正交平行的视景体。 一般用于物体不会因为离屏幕的远近而产生大小的变换的情况。比如,常用的工程中的制图等。需要比较精确的显示。 而作为它的对立情况, glFrustum则产生一个透视投影。这是一种模拟真是生活中,人们视野观测物体的真实情况。例如:观察两条平行的火车到,在过了很远之后,这两条铁轨是会相交于一处的。还有,离眼睛近的物体看起来大一些,远的物体看起来小一些。

glOrtho(left, right, bottom, top, near, far), left表示视景体左面的坐标,right表示右面的坐标,bottom表示下面的,top表示上面的。这个函数简单理解起来,就是一个物体摆在那里,你怎么去截取他。这里,我们先抛开glViewport函数不看。先单独理解glOrtho的功能。 假设有一个球体,半径为1,圆心在(0, 0, 0),那么,我们设定glOrtho(-1.5, 1.5, -1.5, 1.5, -10, 10);就表示用一个宽高都是3的框框把这个球体整个都装了进来。  如果设定glOrtho(0.0, 1.5, -1.5, 1.5, -10, 10);就表示用一个宽是1.5, 高是3的框框把整个球体的右面装进来;如果设定glOrtho(0.0, 1.5, 0.0, 1.5, -10, 10);就表示用一个宽和高都是1.5的框框把球体的右上角装了进来。上述三种情况可以见图:




从上述三种情况,我们可以大致了解glOrtho函数的用法。glOrtho函数只是负责使用什么样的视景体来截取图像,并不负责使用某种规则把图像呈现在屏幕上。

glViewport主要完成这样的功能。它负责把视景体截取的图像按照怎样的高和宽显示到屏幕上。

比如:如果我们使用glut库建立一个窗体:glutInitWindowSize(500, 500); 然后使用glutReshapeFunc(reshape); reshape代码如下:

void reshape(int width, int height)

{

    glViewport(0, 0, (GLsizei)width, (GLsizei)height);

    glMatrixModel(GL_PROJECTION);

    glLoadIdentity();

    glOrtho(-1.5, 1.5, -1.5, 1.5, -10, 10);

    ....

}

这样是可以看到一个正常的球体的。但是,如果我们创建窗体时glutInitWindowSize(800, 500),那么看到的图像就是变形的。上述情况见图。



因为我们是用一个正方形截面的视景体截取的图像,但是拉伸到屏幕上显示的时候,就变成了glViewport(0, 0, 800, 500);也就是显示屏变宽了, 倒是显示的时候把一个正方形的图像“活生生的给拉宽了”。就会产生变形。这样,就需要我们调整我们的OpenGL显示屏了。我们可以不用800那么宽,因为我们是用的正方形的视景体,所以虽然窗体是800宽,但是我们只用其中的500就够了。修改一下程序。

void reshape(int width, int height)

{

    int dis = width < height ? width : height;

    glViewport(0, 0, dis, dis);   /*这里dis应该是500*/

    glMatrixModel(GL_PROJECTION);

    glLoadIdentity();

    glOrtho(-1.5, 1.5, -1.5, 1.5, -10, 10);

    .....

}


OK。如果你能看明白我写的内容。你可能对glViewport函数有个大致的了解。

不过,我们采用上面的办法,就是只使用了原来屏幕的一部分(宽度从501到800我们没有用来显示图像)。如果我们想用整个OpenGL屏幕显示图像,但是又不使图像变形怎么办?

那就只能修改glOrtho函数了。也就是说,我们使用一个和窗体一样比例的视景体(而不再是正方形的视景体)来截取图像。例如,对于(800, 500)的窗体,我们使用glOrtho(-1.5 * 800/500, 1.5 * 800/500, -1.5, 1.5, -10, 10),就是截取的时候,我们就使用一个“扁扁”的视景体截取,那么,显示的到OpenGL屏幕时(800, 500),我们只要正常把这个扁扁的截取图像显示(扁扁的截取图像是指整个截取的图像,包括球形四周的黑色部分。 球形还是正常圆形的),就可以了。如:

void reshape(int width , int height)

{

    glViewport(width, height); //按照窗体大小制作OpenGL屏幕

    glMatrixMode(GL_PROJECTION);

    glLoadIdentity();

    if (width <= height)

        glOrtho(-1.5, 1.5, -1.5 * (GLfloat)height/(GLfloat)width, 1.5 * (GLfloat)height/(GLfloat)width, -10.0, 10.0);

    else

        glOrtho(-1.5*(GLfloat)width/(GLfloat)height, 1.5*(GLfloat)w/(GLfloat)h, -1.5, 1.5, -10.0, 10.0);

    ....

}


另外,关于glViewport()函数,我们还可以用来调整图像的分辨率。例如,保持目前的窗体大小不变,我们如果用这个size来只显示整个物体的一部分,那么图像的分辨率就必然会增大。例如:

void reshape(int w, int h)

{

    glViewport(0, 0, (GLsizei)w, (GLsizei)h);

    glMatrixMode(GL_PROJECTION);

    glLoadIdentity();

    if (w <= h)

        glOrtho(0, 1.5, 0, 1.5 * (GLfloat)h/(GLfloat)w, -10.0, 10.0);

    else

        glOrtho(0, 1.5*(GLfloat)w/(GLfloat)h, 0, 1.5, -10.0, 10.0);

}

可以把分辨率扩大4倍。


而如果再修改一下glViewport(0, 0, 2 * (GLsizei)w, 2 * (GLsizei)h); 则可以把分辨率扩大16倍。


完整的测试程序:

/*Build on ubuntu 9.04*/

#include <GL/gl.h>

#include <GL/glu.h>

#include <GL/glut.h>

void init(void)

{

    GLfloat mat_specular[] = {1.0, 1.0, 1.0, 1.0};

    GLfloat mat_shininess[] = {50.0};

    GLfloat light_position[] = {1.0, 1.0f, 1.0, 0.0};

    GLfloat white_light[] = {1.0, 1.0, 1.0, 1.0};

    GLfloat lmodel_ambient[] = {0.1, 0.1, 0.1, 1.0};

    glClearColor(0.0, 0.0, 0.0, 0.0);

    glShadeModel(GL_SMOOTH);

    glMaterialfv(GL_FRONT, GL_SPECULAR, mat_specular);

    glMaterialfv(GL_FRONT, GL_SHININESS, mat_shininess);

    glLightfv(GL_LIGHT0, GL_POSITION, light_position);

    glLightfv(GL_LIGHT0, GL_DIFFUSE, white_light);

    glLightfv(GL_LIGHT0, GL_SPECULAR, white_light);

    glLightModelfv(GL_LIGHT_MODEL_AMBIENT, lmodel_ambient);

    glEnable(GL_LIGHTING);

    glEnable(GL_LIGHT0);

    glEnable(GL_DEPTH_TEST);


}

void display(void)

{

    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);

    glutSolidSphere(1.0, 20, 16);

    glFlush();

}

void reshape(int w, int h)

{

    glViewport(0, 0, (GLsizei)w, (GLsizei)h);

    glMatrixMode(GL_PROJECTION);

    glLoadIdentity();

    if (w <= h)

        glOrtho(-1.5, 1.5, -1.5 * (GLfloat)h/(GLfloat)w, 1.5 * (GLfloat)h/(GLfloat)w, -10.0, 10.0);

    else

        glOrtho(-1.5*(GLfloat)w/(GLfloat)h, 1.5*(GLfloat)w/(GLfloat)h, -1.5, 1.5, -10.0, 10.0);

    glMatrixMode(GL_MODELVIEW);

    glLoadIdentity();

}

int main(int argc, char **argv)

{

    glutInit(&argc, argv);

    glutInitDisplayMode(GLUT_SINGLE | GLUT_RGB | GLUT_DEPTH);

    glutInitWindowSize(500, 500);

    glutInitWindowPosition(100, 100);

    glutCreateWindow(argv[0]);

    init();

    glutDisplayFunc(display);

    glutReshapeFunc(reshape);

    glutMainLoop();

    return 0;

}

/*CMakeLists.txt*/

PROJECT(s5)

CMAKE_MINIMUM_REQUIRED(VERSION 2.6)

ADD_EXECUTABLE(s5 main.cpp)

FIND_PACKAGE(OpenGL)

FIND_PACKAGE(GLUT)

IF(OPENGL_FOUND)

  INCLUDE_DIRECTORIES(${OPENGL_INCLUDE_DIR})

  TARGET_LINK_LIBRARIES(${PROJECT_NAME} ${OPENGL_LIBRARIES})

ELSE(OPENGL_FOUND)

  MESSAGE(FATAL_ERROR "OpenGL not found")

ENDIF(OPENGL_FOUND)

IF(GLUT_FOUND)

  INCLUDE_DIRECTORIES(${GLUT_INCLUDE_DIR})

  TARGET_LINK_LIBRARIES(${PROJECT_NAME} ${GLUT_LIBRARIES})

ELSE(GLUT_FOUND)

ENDIF(GLUT_FOUND)


转自:http://www.cnblogs.com/yxnchinah ... /10/30/1865298.html


资源下载链接为: https://pan.quark.cn/s/1bfadf00ae14 “STC单片机电压测量”是一个以STC系列单片机为基础的电压检测应用案例,它涵盖了硬件电路设计、软件编程以及数据处理等核心知识点。STC单片机凭借其低功耗、高性价比丰富的I/O接口,在电子工程领域得到了广泛应用。 STC是Specialized Technology Corporation的缩写,该公司的单片机基于8051内核,具备内部振荡器、高速运算能力、ISP(在系统编程)IAP(在应用编程)功能,非常适合用于各种嵌入式控制系统。 在源代码方面,“浅雪”风格的代码通常简洁易懂,非常适合初学者学习。其中,“main.c”文件是程序的入口,包含了电压测量的核心逻辑;“STARTUP.A51”是启动代码,负责初始化单片机的硬件环境;“电压测量_uvopt.bak”“电压测量_uvproj.bak”可能是Keil编译器的配置文件备份,用于设置编译选项项目配置。 对于3S锂电池电压测量,3S锂电池由三节锂离子电池串联而成,标称电压为11.1V。测量时需要考虑电池的串联特性,通过分压电路将高电压转换为单片机可接受的范围,并实时监控,防止过充或过放,以确保电池的安全寿命。 在电压测量电路设计中,“电压测量.lnp”文件可能包含电路布局信息,而“.hex”文件是编译后的机器码,用于烧录到单片机中。电路中通常会使用ADC(模拟数字转换器)将模拟电压信号转换为数字信号供单片机处理。 在软件编程方面,“StringData.h”文件可能包含程序中使用的字符串常量数据结构定义。处理电压数据时,可能涉及浮点数运算,需要了解STC单片机对浮点数的支持情况,以及如何高效地存储显示电压值。 用户界面方面,“电压测量.uvgui.kidd”可能是用户界面的配置文件,用于显示测量结果。在嵌入式系统中,用
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