OpenGL教程之旋轉

原 文：Lesson 4: Rotation
譯 者：CKER

　　上一課中我教給您三角形和四邊形的著色。這一課我將教您如何將這些彩色對象繞著座標軸旋轉。
　　其實只需在上節課的代碼上增加幾行就可以了。下面我將整個常式重寫一遍。方便您知道增加了什麼，修改了什麼。我們增加兩個變數來控制這兩個對象的旋轉。這兩個變數加在程式的開始處其他變數的後面（bool fullscreen=TRUE;下面的兩行）。它們是浮點類型的變數，使得我們能夠非常精確地旋轉對象。浮點數包含小數位置，這意味著我們無需使用1、2、3...的角度。你會發現浮點數是OpenGL編程的基礎。新變數中叫做rtri的用來旋轉三角形，rquad旋轉四邊形。

　　#include <windows.h>　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　// Windows的標頭檔
　　#include <gl/gl.h>　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　// OpenGL32庫的標頭檔
　　#include <gl/glu.h>　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 // GLu32庫的標頭檔
　　#include <gl/glaux.h>　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 // GLaux庫的標頭檔

　　HGLRC hRC=NULL;　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 // 永久著色描述表
　　HDC hDC=NULL;　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 // 私人GDI裝置描述表
　　HWND hWnd=NULL;　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 // 儲存我們的視窗控制代碼
　　HINSTANCE hInstance;　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　// 儲存程式的執行個體

　　bool keys[256];　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 // 用於鍵盤常式的數組
　　bool active=TRUE;　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 // 視窗的活動標誌，預設為TRUE
　　bool fullscreen=TRUE;　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 // 全屏標誌預設設定成全螢幕模式
　　GLfloat rtri;　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 // 用於三角形的角度 ( 新增 )
　　GLfloat rquad;　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　// 用於四邊形的角度 ( 新增 )

　　接著我們修改DrawGLScene()的代碼。下面這段代碼與上一課的相同。

　　int DrawGLScene(GLvoid)　　　　　　　　　　　　　　　　　　 // 此過程中包括所有的繪製代碼
　　{
　　　　　　glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT); // 清除螢幕及深度緩衝
　　　　　　glLoadIdentity();　　　　　　　　　　　　　　　　　 // 重設模型觀察矩陣
　　　　　　glTranslatef(-1.5f,0.0f,-6.0f);　　　　　　　　　　 // 左移 1.5 單位，並移入螢幕 6.0

　　下一行代碼是新的。glRotatef(Angle,Xvector,Yvector,Zvector)負責讓對象繞某個軸旋轉。這個命令有很多用處。Angle通常是個變數代表對象轉過的角度。Xvector、Yvector、Zvector三個參數則共同決定旋轉軸的方向。比如(1,0,0)所描述的向量經過X座標軸的1個單位處並且方向向右。(-1,0,0)所描述的向量經過X座標軸的1個單位處，但方向向左。D. Michael Traub註：提供了對Xvector、Yvector、Zvector的上述解釋。為了更好的理解X，Y和Z的旋轉，我舉些例子...
　　X軸 — 您正在使用一台台鋸。鋸片中心的軸從左至右擺放（就像OpenGL中的X軸）。尖利的鋸齒繞著X軸狂轉，看起來要麼向上轉，要麼向下轉。取決於鋸片開始轉時的方向。這與我們在OpenGL中繞著X軸旋轉什麼的情形是一樣的。
　　Y軸 — 假設您正處於一個巨大的龍捲風中心，龍捲風的中心從地面指向天空（就像OpenGL中的Y軸）。垃圾和片段圍著Y軸從左向右或是從右向左狂轉不止。這與我們在OpenGL中繞著Y軸旋轉什麼的情形是一樣的。
　　Z軸 — 您從正前方看著一颱風扇。風扇的中心正好朝著您（就像OpenGL中的Z軸）。風扇的葉片繞著Z軸順時針或逆時針狂轉。這與我們在OpenGL中繞著Z軸旋轉什麼的情形是一樣的。
　　下面的一行代碼中，如果rtri等於7，我們將三角形繞著Y軸從左向右旋轉7。您也可以改變參數的值，讓三角形繞著X和Y軸同時旋轉。

　　　　　　glRotatef(rtri,0.0f,1.0f,0.0f);　　　　　　　　　　// 繞Y軸旋轉三角形 ( 新增 )

　　下面的代碼沒有變化。在螢幕的左面畫了一個彩色漸層三角形，並繞著Y軸從左向右旋轉。

　　　　　　glBegin(GL_TRIANGLES);　　　　　　　　　　　　　　// 繪製三角形
　　　　　　　　　　glColor3f(1.0f,0.0f,0.0f);　　　　　　　　// 設定當前色為紅色
　　　　　　　　　　glVertex3f( 0.0f, 1.0f, 0.0f);　　　　　　// 上頂點
　　　　　　　　　　glColor3f(0.0f,1.0f,0.0f);　　　　　　　　// 設定當前色為綠色
　　　　　　　　　　glVertex3f(-1.0f,-1.0f, 0.0f);　　　　　　// 左下
　　 　　　 　　　　glColor3f(0.0f,0.0f,1.0f);　　　　　　　　// 設定當前色為藍色
　　　　　　　　　　glVertex3f( 1.0f,-1.0f, 0.0f);　　　　　　// 右下
　　　　　　glEnd();　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　// 三角形繪製結束

　　您會注意下面的代碼中我們增加了另一個glLoadIdentity()調用。目的是為了重設模型觀察矩陣。如果我們沒有重設，直接調用glTranslate的話，會出現意料之外的結果。因為座標軸已經旋轉了，很可能沒有朝著您所希望的方向。所以我們本來想要左右移動對象的，就可能變成上下移動了，取決於您將座標軸旋轉了多少角度。試試將glLoadIdentity()注釋掉之後，會出現什麼結果。
　　重設模型觀察矩陣之後，X、Y、Z軸都以複位，我們調用glTranslate。您會注意到這次我們只向右一了1.5單位，而不是上節課的3.0單位。因為我們重設情境的時候，焦點又回到了情境的中心（0.0處）。這樣就只需向右移1.5單位就夠了。
　　當我們移到新位置後，繞X軸旋轉四邊形。正方形將上下轉動。

　　　　　　glLoadIdentity();　　　　　　　　　　　　　　　 　// 重設模型觀察矩陣
　　　　　　glTranslatef(1.5f,0.0f,-6.0f);　　　　　　　　　　// 右移1.5單位,並移入螢幕 6.0
　　　　　　glRotatef(rquad,1.0f,0.0f,0.0f);　　　　　　　　　// 繞X軸旋轉四邊形 ( 新增 )

　　下一段代碼保持不變。在螢幕的右側畫一個藍色的正方形。

　　　　　　glColor3f(0.5f,0.5f,1.0f);　　　　　　　　　　　　// 一次性將當前色設定為藍色
　　　　　　glBegin(GL_QUADS);　　　　　　　　　　　　　　　　// 繪製正方形
　　　　　　　　　　glVertex3f(-1.0f, 1.0f, 0.0f);　　　　　　// 左上
　　　　　　　　　　glVertex3f( 1.0f, 1.0f, 0.0f);　　　　　　// 右上
　　　　　　　　　　glVertex3f( 1.0f,-1.0f, 0.0f);　　　　　　// 左下
　　　　　　　　　　glVertex3f(-1.0f,-1.0f, 0.0f);　　　　　　// 右下
　　　　　　glEnd();　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　// 正方形繪製結束

　　下兩行是新增的。倘若把rtri和rquad想象為容器，那麼在程式的開始我們建立了容器（GLfloat rtri及GLfloat rquad）。當容器建立之後，裡面是空的。下面的第一行代碼是向容器中添加0.2。因此每次當我們運行完前面的代碼後，都會在這裡使rtri容器中的值增長0.2。後面一行將rquad容器中的值減少0.15。同樣每次當我們運行完前面的代碼後，都會在這裡使rquad容器中的值下跌0.15。下跌最終會導致對象旋轉的方向和增長的方向相反。嘗試改變下面代碼中的+和-，來體會對象旋轉的方向是如何改變的。並試著將0.2改成1.0。這個數字越大，物體就轉的越快，這個數字越小，物體轉的就越慢。

　　　　　　rtri+=0.2f;　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　// 增加三角形的旋轉變數(新增)
　　　　　　rquad-=0.15f;　　　　　　　　　　　　　　　　　　// 減少四邊形的旋轉變數(新增)
　　　　　　return TRUE;　　　　　　　　　　　　　　　　　　　// 繼續運行
　　}

　　最後換掉視窗模式下的標題內容。

　　　　　　　　　　　　　 if (keys[VK_F1])　　　　　　　　　// F1鍵按下了麼?
　　　　　　　　　　　　　 {
　　　　　　　　　　　　　 　　　　keys[VK_F1]=FALSE;　　　　// 若是，使對應的Key數組中的值為 FALSE
　　　　　　　　　　　　　　　　　 KillGLWindow();　　　　　 // 銷毀當前的視窗
　　　　　　　　　　　　　　　　　 fullscreen=!fullscreen;　 // 切換 全屏 / 視窗 模式
　　　　　　　　　　　　　　　　　 // 重建 OpenGL 視窗(修改)
　　　　　　　　　　　　　　　　　 if (!CreateGLWindow("NeHe's Rotation Tutorial",
　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　640,480,16,fullscreen))
　　　　　　　　　　　　　　　　　 {
　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　return 0;　　　　// 如果視窗未能建立，程式退出
　　　　　　　　　　　　　　　　　 }
　　　　　　　　　　　　　 }

　　在這一課中，我試著盡量詳細的解釋如何讓對象繞某個軸轉動。改改代碼，試著讓對象繞著Z軸、X+Y軸或者所有三個軸來轉動。如果您有什麼意見或建議請給我寫信。如果您認為有什麼不對或可以改進，請告訴我。我想做最好的OpenGL教程並對您的反饋感興趣。

 

本文來自CSDN部落格，轉載請標明出處：http://blog.csdn.net/lovetangtang/archive/2006/01/16/580536.aspx