OpenGL 矩阵变换
2020-07-17 本文已影响0人
Joker_King
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视图变换
- 视图变换是指定观察者的位置,是应用到场景中的第一种变换,它用来确定场景中的有利位置。
- 在默认情况下,透视投影中位于原点(0,0,0),并沿着z轴负方向进行观察(向显示器内部看过去)。当观察者点位于圆点(0,0,0)时,就像在透视投影中一样。
- 一般通过moveForward方法来调整观察者位置,moveForward默认的朝向是-z轴,所以向屏幕里面移动传正数值,向屏幕外即+z轴,需要传负数值。
- 视图变换将观察者放在你希望的任何位置,并允许在任何方向上观察场景,确定视图变换就像在场景中放置观察者并让它指向某一个方向。
- 从大局上考虑,在应用任何其他模型变换之前,必须先应用视图变换,这样做是因为,对于视觉坐标系而言,视图变换移动了当前的工作坐标系;后续的变化都会基于新调整的坐标系进行。
模型变换
模型变换是指在场景中移动物体,用于操纵模型与其中某个特定的变换,这些变换将对象通过旋转,缩放,平移,移动到需要的位置。
平移
物体沿着给定的方向进行平移
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旋转
物体围绕着一条坐标轴进行旋转。
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缩放
根据物体的大小进行放大或者缩小的操作
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- 当缩放的x/y/z参数传值-1时,可以实现物体围绕某一个轴的翻转。
- 物体翻转的实现不仅可以通过旋转实现,还可以通过缩放实现。
综合变换
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我们在进行综合变换时,不同的变换顺序得出的结果也不同。
上图中先平移还是先缩放,对物体最终所处的位置会造成截然不同的影响。
两种看待模型变换的方式
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在模型变换的过程中,有两种观察的方式。
- 观察者不动,对物体进行移动。
- 物体不动,对观察者进行移动。
OpenGL中的变换API
模型变换-平移
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void m3dTranslationMatrix44(M3DMatrix44f m, floata x, float y, float z);
模型变换-旋转
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m3dRotationMatrix44(m3dDegToRad(45.0), floata x, float y, float z);
模型变换-缩放
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void m3dScaleMatrix44(M3DMatrix44f m, floata xScale, float yScale, float zScale);
模型视图-综合变换
描述视图/模型变化的二元性,简单说就是将视图变换和模型变换叉乘到一起。
void m3dMatrixMultiply44(M3DMatrix44f product, const M3DMatrix44f a, const M3DMatrix44f b);
投影变换
改变物体的大小和它的投影方式。
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投影方式主要有两种
-
透视投影:屏幕上物体与实物的比例是 < 1:1的,且有远小近大的效果,OpenGL中对应的设置API:
void SetPerspective(float fFov, float fAspect, float fNear, float fFar)
* 正投影:屏幕上物体与实物的比例是 = 1:1的,都是一样大的效果,OpenGL中对应的设置API:
```c++
void SetOrthographic(GLfloat xMin, GLfloat xMax, GLfloat yMin, GLfloat yMax, GLfloat zMin, GLfloat zMax)
仿射变换
矩阵堆栈中有与平移、旋转、缩放三个模型变换相对应的放射变换,可以不用通过模型变换,而是直接通过矩阵堆栈的API实现这3种变换,如下表所示
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相对于仿射变换与模型变换,我们更倾向于使用模型,这种方式用的很少