图形学思考 - 旋转物体的问题-优快云博客

本文探讨了三维场景中物体旋转的不同方法及其效率。介绍了通过更新世界矩阵或使用额外旋转矩阵实现物体旋转的技术细节，并解释了为何利用变换操作重复绘制同一物体能节省计算资源。

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要彻底理解好如何旋转一个物体原来也不是很容易的事情

这里有一个比较难理解的问题：

为什么有些书本上说：利用transformation操作，重复绘制同一个物体（比如要画很多球），比直接在不同位置直接画球要节省很多计算时间了。其中的本质原理是什么呢？

一个简单场景的选择有三个选择的方法：

1 旋转世界坐标

2 旋转物体在世界坐标中的位置

3 旋转镜头位置

方法1

可以不断更新世界矩阵，比如原来的世界矩阵是个单位矩阵，那么不断更新这个矩阵，就可以改变物体的显示位置了

代码：

void UpdateScene(float dt)
{
	//无关代码……
	static double t = dt;
	t += dt;
	XMStoreFloat4x4(&world, XMMatrixRotationY(t));
	
	//无关代码……
}

dt为每帧刷新需要的时间，利用变量t记录总更新时间，不断使得世界矩阵world围绕y轴更新，呈现出来的效果就是物体不断旋转。

方法2

不过其实上面的做法也不过是人为理解的问题罢了，为什么这么说呢？

因为我们一般设置世界矩阵world为单位矩阵（为什么？这个是世界中心了，习惯是这样，也为了计算和理解方便），

那么我们也可以这么理解：

我们的世界矩阵乘以任何矩阵都等于任何矩阵，所以我们可以保留世界矩阵，增加一个额外矩阵，比如是rotate_M,

因为渲染任何物体都需要把物体放置到世界坐标中，那么就需要把这个物体的坐标乘以世界矩阵，然后我们在乘以rotate_M，那么就相当于把改变了物体在世界坐标中的位置了。

代码如下：

auto rotate_M = XMMatrixIdentity(); 
void UpdateScene(float dt)
{
	//无关代码……

	static double t = dt;
	t += dt;
	//XMStoreFloat4x4(&world, XMMatrixRotationY(t));
	rotate_M = XMMatrixRotationY(t);

	//无关代码……
}

这样不断更新rotate_M矩阵，然后在渲染之前乘以这个矩阵，代码如下：

void DrawScene()
{
	//无关代码……

	XMMATRIX w = XMLoadFloat4x4(&world);
	XMMATRIX v  = XMLoadFloat4x4(&view);
	XMMATRIX p  = XMLoadFloat4x4(&proj);
	XMMATRIX wvp = rotate_M*w*v*p;
	fx_world_view_proj->SetMatrix(reinterpret_cast<float*>(&wvp));

	D3DX11_TECHNIQUE_DESC tech_desc;
	tech->GetDesc( &tech_desc );
	for(UINT i = 0; i < tech_desc.Passes; ++i)
	{
		tech->GetPassByIndex(i)->Apply(0, md3dImmediateContext);
		md3dImmediateContext->DrawIndexed(36, 0, 0);
	}

	HR(mSwapChain->Present(0, 0));
}