基礎(chǔ)變化
OpenGL中涉及的基礎(chǔ)變化主要有以下5種
| 變換 | 說明 |
|---|---|
| 視圖變換 | 指定觀察者位置 |
| 模型變換 | 在場景中移動物體 |
| 模型視圖 | 描述視圖/模型變換的二元性 |
| 投影 | 改變視景體大小 和 設(shè)置它的投影方式 |
| 視口 | 偽變化趣兄，對窗口上最終輸出進行縮放 |
視圖變換
- 視圖變換是應(yīng)用到場景中的第一種變換绽左，通過物體/觀察者在Z軸上的移動，確定場景中利于觀察的位置
- 默認情況下艇潭，透視投影中的觀察者位置處于原點（0拼窥，0戏蔑，0），并沿著z軸負方向看向屏幕里面鲁纠，一般通過
moveForward方法來調(diào)整觀察者位置总棵，moveForward默認的朝向是-z軸，所以向屏幕里面移動傳正數(shù)值改含，向屏幕外即+z軸情龄，需要傳負數(shù)值 - 引用《OpenGL 超級寶典 第5版》96頁文字：
從大局上考慮，在應(yīng)用任何其他模型變換之前捍壤，必須先應(yīng)用視圖變換骤视，這句話的意思就是我們后續(xù)的其他模型變換，其實都是基于視圖變換后的新坐標(biāo)進行的白群。
模型變換
模型變換其實就是物體通過平移尚胞、旋轉(zhuǎn)、縮放的操作帜慢，將物體移動到你想要的位置的一個過程
模型變換中主要有3中變換方式：
-
平移：物體沿著給定的軸進行移動
平移
-
旋轉(zhuǎn)：物體圍繞給定的坐標(biāo)軸進行旋轉(zhuǎn)
旋轉(zhuǎn)
-
縮放：根據(jù)物體大小進行了放大/縮小的操作
縮放- 當(dāng)縮放的x/y/z參數(shù)傳值-1時笼裳，可以實現(xiàn)物體圍繞某一個軸的翻轉(zhuǎn)
- 物體翻轉(zhuǎn)的實現(xiàn)不僅可以通過旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)，還可以通過縮放實現(xiàn)
模型變換中粱玲，兩個變換的順序是不能交換的躬柬，交換后的矩陣相乘結(jié)果是不一致的，如下圖抽减，交換平移和旋轉(zhuǎn)的順序允青，得到的結(jié)果完全不一致
造成這種情況的根本原因，主要還是因為矩陣相乘采用的是矩陣的叉乘卵沉，而矩陣叉乘是不滿足交換律的颠锉。
另外，在模型變換過程中史汗，有兩種觀察方式琼掠，
- 移動觀察者 即 觀察者動，物體不動
- 移動坐標(biāo)系 即 觀察者不動停撞，物體動
這兩個的說明在前面的博文中已經(jīng)有所說明瓷蛙，這里就不再重復(fù)解釋了，可以參考OpenGL中觀察方式與矩陣的關(guān)系戈毒。其實不論是觀察者動艰猬，還是物體動，其最終的目的都是為了更好的觀察物體埋市，所以兩種觀察方式并沒有誰優(yōu)誰劣的說法冠桃，只是看你想用哪個罷了。
與3種模型變換相對應(yīng)的OpenGL方法道宅，如圖所示食听，關(guān)于最后的綜合變換需要作以下說明:
- 綜合變換API的參數(shù)a套么，b取決于采用的模型變換順序，如果是先平移再旋轉(zhuǎn)碳蛋，那么a傳平移矩陣胚泌，b傳旋轉(zhuǎn)矩陣，反之肃弟，則相反
-
需要根據(jù)具體的業(yè)務(wù)需求來決定
模型變換API
投影
投影方式主要有兩種
- 透視投影：屏幕上物體與實物的比例是 < 1:1的玷室，且有遠小近大的效果
- OpenGL中對應(yīng)的設(shè)置API：
void SetPerspective(float fFov, float fAspect, float fNear, float fFar)
- OpenGL中對應(yīng)的設(shè)置API：
- 正投影：屏幕上物體與實物的比例是 = 1:1的，都是一樣大的效果
- OpenGL中對應(yīng)的設(shè)置API：
void SetOrthographic(GLfloat xMin, GLfloat xMax, GLfloat yMin, GLfloat yMax, GLfloat zMin, GLfloat zMax)
具體的參數(shù)說明可以參考這個了解OpenGL中的投影方式笤受、存儲著色器分類穷缤、常見圖元連接方式，這里僅簡單介紹
- OpenGL中對應(yīng)的設(shè)置API：
矩陣堆棧
矩陣堆棧的使用箩兽，我們在之前的案例中都有所涉及津肛，下面詳細介紹下矩陣堆棧
使用原因
程序全局只有一個矩陣堆棧，但是需要繪制的圖形有多種 即 變化有很多種--每個圖形所需的變換矩陣不同汗贫，如果想兩個圖形的操作互不影響身坐，需要一個矩陣狀態(tài)去保存空白的狀態(tài)
矩陣堆棧
矩陣堆棧是由GLMatrixStack類創(chuàng)建的，其特性是先進后出落包，根據(jù)矩陣類的源碼可知部蛇，矩陣堆棧中最大只能放64個狀態(tài)，對應(yīng)的API參見下表
- 矩陣對陣中除了可以放
M3DMatrix44f矩陣外咐蝇，還可以放GLFRame涯鲁，其實就是比矩陣多做了一步，需要通過GLFRame的get方法方法獲得矩陣有序，放入堆棧中
矩陣堆棧類相關(guān)API
矩陣堆棧中關(guān)于入棧抹腿、相乘、出棧的流程
- 原始矩陣堆棧中旭寿，拷貝一份棧頂矩陣警绩，壓入棧頂
- 當(dāng)有變換操作時，將變換操作的矩陣與矩陣堆棧棧頂相乘许师，將其結(jié)果覆蓋棧頂矩陣
- 如果還有其他矩陣入棧房蝉，則繼續(xù)相乘
- 當(dāng)沒有矩陣需要push僚匆，即圖形繪制完成后微渠，需要pop棧頂矩陣
需要注意：
==> 用了幾個push，就需要pop幾個矩陣咧擂，push與pop是一一對相應(yīng)的
==> 最終的矩陣堆棧仍然是最初時的矩陣堆棧
仿射變換
矩陣堆棧中有與平移松申、旋轉(zhuǎn)云芦、縮放三個模型變換相對應(yīng)的放射變換俯逾，可以不用通過模型變換，而是直接通過矩陣堆棧的API實現(xiàn)這3種變換舅逸，如下表所示
相對于仿射變換與模型變換桌肴，我們更傾向于使用模型，這種方式用的很少
角色幀
主要是用來表示物體及觀察者所處的位置琉历，主要有三個參數(shù)
- vOrigin：當(dāng)前所處的位置坠七，默認是（0，0旗笔，0）彪置，處于原點
- vForward：即將要去的位置，默認是（0蝇恶，0拳魁，-1），朝向-z軸方向
-
vUp：朝向哪撮弧，默認是（0潘懊，1，0）贿衍，朝向+y軸方向
GLFrame源碼
除了矩陣卦尊，GLFrame對象也可以直接壓入矩陣堆棧，主要涉及以下3個方法
- 加載到堆棧棧頂
void GLMatrixStack::LoadMatrix(GLFrame &frame); - 與堆棧棧頂相乘舌厨，將結(jié)果覆蓋棧頂矩陣
void GLMatrixStack::MultMatrix(GLFrame &frame); - 堆棧棧頂出棧
void GLMatrixStack::PushMatrix(GLFrame &frame);
