OpenGl And 视图

标签(空格分隔): game

简介

本文主要介绍坐标系的观念, 以及在openGL中的视图及其相关的变换。

大纲

  • 视图、模型、投影变换概念
  • Opengl中对各种变换的支持

视图变换

在一个三维坐标系中, 一个模型的展示并不只有一个视图就可以了。而是存在视图变换,投影变换,模型变换的过程。

顶点坐标---》(模型视图矩阵)----》视觉坐标---》(投影矩阵)----》裁剪坐标----》(透视坐标)----》规范化设备坐标----》视口变换----》窗口坐标

在opengl中主要通过以下三种变换达到最终控制屏幕输出:

  1. 视图变换: 视图是指摄像机能看到到区域,所以视图变换就是移动摄像机使其说能展示的区域发生变换
  2. 模型变换:是场景中的模型动起来,主要是针对模型的
  3. 投影变换: 决定了模型最终能在屏幕中的现实, 比如通过投影变换, 可以只让模型只显示一半。

为了进行视图,模型,投影变换, 可以创建一个4*4的矩阵M然后让他与顶点对应的坐标v相乘,以实现变换:

$$v' = Mv$$

OpenGl 中对视图、模型、投影变换的支持

gult库

gl库只是一个图形库, 在我们写的窗口程序的过程中,我必须写窗口程序已经消息处理,我们可以自己写 ,当然也可以用gult库。glut库中的api都已glut开头,最典型的现实一个窗口如下:

   glutInit(&argc, argv);
glutInitDisplayMode (GLUT_DOUBLE | GLUT_RGB);
glutInitWindowSize (500, 500);
glutInitWindowPosition (100, 100);
glutCreateWindow (argv[0]);
glutDisplayFunc(display);
glutReshapeFunc(reshape);
glutKeyboardFunc(keyboard);
glutMainLoop();

代码很简单,而我们要关注的是三个函数:

  1. diplay 模型的展示, 内部主要做模型变换
  2. reshage 视口的控制, 主要做视图和投影变换
  3. keyboard 对键盘输入的支持

引出

我们可以用如下代码创建一个球体

    void PlanteDisplay::excute()
{
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
glColor3f(1.0, 1.0, 1.0);
drawSun();
} void PlanteDisplay::drawSun()
{
glutWireSphere(1.0, 20, 16); /* draw sun */
glutSwapBuffers();
}

我们可以加上一些初始化的动作

    void init()
{
glClearColor(0.0, 0.0, 0.0, 0.0);
glShadeModel(GL_FLAT);
}

我们会发现有如下所示的球体:

我们创见好了物体, 但是还没有设置好摄像机,opengl默认情况下回把摄像机正对着屏幕,而摄像机的镜头设置就在reshage中实现,在该函数中, 我们主要控制视图变换和投影变换。

视口变换

视口变换决定了场景所映射的有效屏幕区域的形状。利用函数glViewport来实现。

最简单的变换如下:

      void cubeReshape(int w, int h)
{
glViewport(0, 0, (GLsizei)w, (GLsizei)h);
}

我们改变屏幕的裁剪区域(投影变换):

    glViewport(50, 0, (GLsizei)w/2, (GLsizei)h/2)

会发现如下图显示:

模型变换

调用变换函数之前,需要确定自己想修改的模型视图矩阵还是投影视图矩阵,可以用glMatrixMode() 选择矩阵,并用glLoadIdentity() 把当前可修改矩阵清除为单位矩阵。

glMatrixMode(GL_PROJECTION);
glLoadIdentity();

在OpenGl中,有三个函数用于执行模型变换:

  1. glTranslate*()
  2. glRotate*()
  3. glScale*()

如:

glTranslatef(0.2, .2, 0);
glScalef(1.5, 2.0, 1); glutWireSphere(0.4, 50, 8);

视图变换

视图 变换拥有膝盖观察点的位置和方向。可以由两种方法来实现:

  1. 反方向移动物体
  2. 使用gluLookAt()函数

正常如图所示:

gluLookAt(0.0, 0.0, 0.0
, 0.0, 0.0, -1.0
, -1.0, -1.0, 0.0);

gluLookAt(0.0, 0.0, 0.0
, 0.0, 0.0, -1.0
, 0.0, -1.0, 0.0);

投影变换

投影变换最终控制线上屏幕的裁剪区域, opengl中可以用:

  1. glOrtho
  2. glFrustum

来进行投影变换。

glOrtho 和 glFrustum 的区别

  1. glOrtho:创建一个正交平行的视景体。 一般用于物体不会因为离屏幕的远近而产生大小的变换的情况。比如,常用的工程中的制图等。需要比较精确的显示
  2. glFrustum 产生一个透视投影。这是一种模拟真是生活中,人们视野观测物体的真实情况。例如:观察两条平行的火车到,在过了很远之后,这两条铁轨是会相交于一处的。还有,离眼睛近的物体看起来大一些,远的物体看起来小一些。
glFrustum(GLdouble left
, GLdouble right
, GLdouble bottom
, GLdouble top
, GLdouble near
, GLdouble far)



其中: (left, botton, -near)表示近侧裁剪平面左上角的坐标,(right, top, -near)表示右下角坐标,near和far分别表示观察点到近侧和远侧的距离。

OpenGl And 视图的更多相关文章

  1. VC++环境下单文档SDI与OpenGL多视图分割窗口的实现-类似3DMAX的主界面

    本文主要讲述如何在VC++环境下实现单文档SDI与OpenGL多视图分割窗口,最终的界面类似3DMAX的主界面.首先给出我实现的效果图: 整个实现过程网络上有很多零散的博文,请各位自行搜索,在基于对话 ...

  2. [转]浮动窗体中的OpenGL多视图的实现

    由于在工作中需要结合浮动窗体实现OpenGL的多视图,用于得到三维实体的三视图观察效果,通过参考其它资料,设计了一个程序框架,在此基础之上大家可以根据自己的需要进行扩充,实现需要的功能. 程序实现效果 ...

  3. OpenGL 多视图与截屏

    最近看红宝书学习 OpenGL 一段时间了,写了简单的 demo 程序温习一下知识. 主要是 使用 glScissor 多视图显示画面和使用 glReadPixels 给画面截屏,使用显示列表(dis ...

  4. OpenGL的视图变换、模型变换、投影变换、视口变换

    产生目标场景的过程类似于用照相机进行拍照: (1) 把照相机固定在三角架上,并让他对准场景从不同位置观察场景(视图变换) gluLookAt (2) 对场景进行安排,使各个物体在照片中的位置是我们所希 ...

  5. 简单理解OpenGL模型视图变换

    前几天学习了OpenGL的绘图原理(其实就是坐标的不停变换变换),看到网上有个比较好的例程,于是学习了下,并在自己感兴趣的部分做了注释. 首先通过glMatrixMode(GL_MODELVIEW)设 ...

  6. OpenGL模型视图变换、投影变换、视口变换的理解

    OpenGL中不设置模型,投影,视口,所绘制的几何图形的坐标只能是-1到1(X轴向右,Y轴向上,Z轴垂直屏幕向外). 产生目标场景的过程类似于用照相机进行拍照: (1)把照相机固定在三角架上,并让他对 ...

  7. OpenGL 模型视图投影矩阵 仿射矩阵

    矩阵基础知识 要对矩阵进行运算,必须先要了解矩阵的计算公式,这个知识的内容涉及到了线性代数. 我们知道在Cocos2dx中,有关于平移,旋转,缩放等等操作,都必须要进行矩阵的乘法. 只需要一张图就能理 ...

  8. 视图矩阵的推导-opengl应用

    把物体从世界坐标系转化到视点坐标系的矩阵称为视图矩阵. 下面我们先看下opengl视图矩阵的推导过程: 假设视点或camera的局部坐标系为UVN,UVN分别指向右方.上方和后方从而构成右手坐标系,视 ...

  9. OpenGL阴影,Shadow Mapping(附源程序)

    实验平台:Win7,VS2010 先上结果截图(文章最后下载程序,解压后直接运行BIN文件夹下的EXE程序): 本文描述图形学的两个最常用的阴影技术之一,Shadow Mapping方法(另一种是Sh ...

随机推荐

  1. 使用mysqli_stmt类

    在生成网页时,许多PHP脚本通常都会执行除参数以外,其他部分完全相同的查询语句,针对这种重复执行一个查询,每次迭代使用不同的参数情况,MySQL从4.1版本开始提供了一种名为预处理语句(prepare ...

  2. Almost Sorted Array---hdu5532(简单dp)

    题目链接:http://acm.hdu.edu.cn/showproblem.php?pid=5532 题意:问一个含有n个数的序列,删除一个数后是否有序(递增或递减都可以) 我们只要求一下最长上升子 ...

  3. UIBezierPath 画线

    使用UIBezierPath类可以创建基于矢量的路径,这个类在UIKit中.此类是Core Graphics框架关于path的一个封装.使用此类可以定义简单的形状,如椭圆或者矩形,或者有多个直线和曲线 ...

  4. RaspberryPi uart

    通过调试口查看树莓派开机启动信息,学习python控制串口的方法. 参考链接: http://www.elinux.org/Serial_port_programming 硬件连接: 硬件原理图链接: ...

  5. JS传中文到后台需要的处理

    前台JS使用encodeURI函数对中文进行编码. 后台Java使用URIDecoder.decode(str,UTF_8)函数对中文进行解码,之后获得中文原文.

  6. java时间戳转date(转)

    1.时间戳的定义 时间戳(timestamp),通常是一个数字序列,唯一地标识某一刻的时间,指格林威治时间1970年01月01日00时00分00秒(北京时间1970年01月01日08时00分00秒)起 ...

  7. 由单例模式学到:Lazy<T>

    http://www.cnblogs.com/zhangpengshou/archive/2012/12/10/2811765.html http://www.cnblogs.com/anytao/a ...

  8. Android如何使用so文件和Android studio中导入so

    Android中使用so文件: 做一个PDF阅读的功能,找到一个开源的库,mupdf.下载的是网上编译好的so库,导入到自己项目中的时候一直报错Java.lang.UnsatisfiedLinkErr ...

  9. 对JSP和Servlet性能优化,提升执行效率

    你的J2EE应用是不是运行的很慢?它们能不能承受住不断上升的访问量?本文讲述了开发高性能.高弹性的JSP页面和Servlet的性能优化技术.其意思是建立尽可能快的并能适应数量增长的用户及其请求.在本文 ...

  10. [BS-02] iOS数组、字典、NSNumber 新写法—— @[]、@{}

    IOS数组.字典.NSNumber 新写法—— @[].@{}   //标准写法 NSNumber * number = [NSNumber numberWithInt:]; NSArray * ar ...