第04课 OpenGL 旋转

旋转:

在这一课里，我将教会你如何旋转三角形和四边形。左图中的三角形沿Y轴旋转，四边形沿着X轴旋转。

上一课中我教给您三角形和四边形的着色。这一课我将教您如何将这些彩色对象绕着坐标轴旋转。
其实只需在上节课的代码上增加几行就可以了。下面我将整个例程重写一遍。方便您知道增加了什么，修改了什么。
我们增加两个变量来控制这两个对象的旋转。这两个变量加在程序的开始处其他变量的后面( bool fullscreen=TRUE;下面的两行)。它们是浮点类型的变量，使得我们能够非常精确地旋转对象。浮点数包含小数位置，这意味着我们无需使用1、2、3...的角度。你会发现浮点数是OpenGL编程的基础。新变量中叫做 rtri 的用来旋转三角形， rquad 旋转四边形。

GLfloat        rtri;                        // 用于三角形的角度

GLfloat        rquad;                        // 用于四边形的角度

接着我们修改DrawGLScene()的代码。
下面这段代码与上一课的相同。

int DrawGLScene(GLvoid)                        // 此过程中包括所有的绘制代码
{
    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);    // 清除屏幕及深度缓存

    glLoadIdentity();                    // 重置模型观察矩阵

    glTranslatef(-1.5f,0.0f,-6.0f);                // 左移 1.5 单位，并移入屏幕 6.0

下一行代码是新的。glRotatef(Angle,Xvector,Yvector,Zvector)负责让对象绕某个轴旋转。这个命令有很多用处。 Angle 通常是个变量代表对象转过的角度。 Xvector , Yvector 和 Zvector 三个参数则共同决定旋转轴的方向。比如(1,0,0)所描述的矢量经过X坐标轴的1个单位处并且方向向右。(-1,0,0)所描述的矢量经过X坐标轴的1个单位处，但方向向左。
D. Michael Traub:提供了对 Xvector , Yvector 和 Zvector 的上述解释。
为了更好的理解X, Y 和 Z的旋转，我举些例子...

X轴－您正在使用一台台锯。锯片中心的轴从左至右摆放(就像OpenGL中的X轴)。尖利的锯齿绕着X轴狂转，看起来要么向上转，要么向下转。取决于锯片开始转时的方向。这与我们在OpenGL中绕着X轴旋转什么的情形是一样的。(译者注：这会儿您要把脸蛋凑向显示器的话，保准被锯开了花 ^-^。)

Y轴－假设您正处于一个巨大的龙卷风中心，龙卷风的中心从地面指向天空(就像OpenGL中的Y轴)。垃圾和碎片围着Y轴从左向右或是从右向左狂转不止。这与我们在OpenGL中绕着Y轴旋转什么的情形是一样的。

Z轴－您从正前方看着一台风扇。风扇的中心正好朝着您(就像OpenGL中的Z轴)。风扇的叶片绕着Z轴顺时针或逆时针狂转。这与我们在OpenGL中绕着Z轴旋转什么的情形是一样的。

下面的一行代码中，如果rtri等于7，我们将三角形绕着Y轴从左向右旋转7 。您也可以改变参数的值，让三角形绕着X和Y轴同时旋转。

    glRotatef(rtri,0.0f,1.0f,0.0f);                // 绕Y轴旋转三角形

下面的代码没有变化。在屏幕的左面画了一个彩色渐变三角形，并绕着Y轴从左向右旋转。

    glBegin(GL_TRIANGLES);                    // 绘制三角形

        glColor3f(1.0f,0.0f,0.0f);            // 设置当前色为红色

        glVertex3f( 0.0f, 1.0f, 0.0f);            // 上顶点

        glColor3f(0.0f,1.0f,0.0f);            // 设置当前色为绿色

        glVertex3f(-1.0f,-1.0f, 0.0f);            // 左下

        glColor3f(0.0f,0.0f,1.0f);            // 设置当前色为蓝色

        glVertex3f( 1.0f,-1.0f, 0.0f);            // 右下

    glEnd();                        // 三角形绘制结束

您会注意下面的代码中我们增加了另一个glLoadIdentity()调用。目的是为了重置模型观察矩阵。如果我们没有重置，直接调用glTranslate的话，会出现意料之外的结果。因为坐标轴已经旋转了，很可能没有朝着您所希望的方向。所以我们本来想要左右移动对象的，就可能变成上下移动了，取决于您将坐标轴旋转了多少角度。试试将glLoadIdentity() 注释掉之后，会出现什么结果。

重置模型观察矩阵之后，X，Y，Z轴都以复位，我们调用glTranslate。您会注意到这次我们只向右一了1.5单位，而不是上节课的3.0单位。因为我们重置场景的时候，焦点又回到了场景的中心(0.0处)。这样就只需向右移1.5单位就够了。 当我们移到新位置后，绕X轴旋转四边形。正方形将上下转动。

    glLoadIdentity();                    // 重置模型观察矩阵

    glTranslatef(1.5f,0.0f,-6.0f);                // 右移1.5单位,并移入屏幕 6.0

    glRotatef(rquad,1.0f,0.0f,0.0f);            //  绕X轴旋转四边形

下一段代码保持不变。在屏幕的右侧画一个蓝色的正方形

    glColor3f(0.5f,0.5f,1.0f);                // 一次性将当前色设置为蓝色

    glBegin(GL_QUADS);                    // 绘制正方形

        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();                        // 正方形绘制结束

下两行是新增的。倘若把 rtri 和 rquad 想象为容器，那么在程序的开始我们创建了容器( GLfloat rtri , 和 GLfloat rquad )。当容器创建之后，里面是空的。下面的第一行代码是向容器中添加0.2。因此每次当我们运行完前面的代码后，都会在这里使 rtri 容器中的值增长0.2。后面一行将 rquad 容器中的值减少0.15。同样每次当我们运行完前面的代码后，都会在这里使 rquad 容器中的值下跌0.15。下跌最终会导致对象旋转的方向和增长的方向相反。

尝试改变下面代码中的+和-，来体会对象旋转的方向是如何改变的。并试着将0.2改成1.0。这个数字越大，物体就转的越快，这个数字越小，物体转的就越慢。

    rtri+=0.2f;                        // 增加三角形的旋转变量

    rquad-=0.15f;                        // 减少四边形的旋转变量

    return TRUE;                        // 继续运行
}

最后换掉窗口模式下的标题内容

        // 重建 OpenGL 窗口

        if (!CreateGLWindow("NeHe's 旋转实例",640,480,16,fullscreen))

在这一课中，我试着尽量详细的解释如何让对象绕某个轴转动。改改代码，试着让对象绕着Z轴、X+Y轴或者所有三个轴来转动:)。如果您有什么意见或建议请给我EMAIL。如果您认为有什么不对或可以改进，请告诉我。我想做最好的OpenGL教程并对您的反馈感兴趣。