OpenGL中的投影使用

         在OpenGL中，投影矩阵指定了可视区域的大小和形状。对于正投影与透视投影这两种不同的投影类型，它们分别有各自的用途。

 

正投影

         它适用于2D图形，如文本、建筑画图等。在它的应用场合，我们希望在屏幕上展示准确的物体大小和度量。

 

透视投影

         它使用透视除法，对距离观察者较远的物体进行缩短和收缩。由于可视区域前端和后端的宽度度量方法并不同样，导致两个逻辑大小同样的物体，当它们分别位于可视区域的前面和后面时，前者看上去要比后者大一些。

         下图展示了*截头体（frustum）所定义的透视投影，它的观察方向是从狭窄端到宽阔端。工具函数gluPerspective能够方便的定义一个*截头体：

      

         void gluPerspective（GLdouble fovy， GLdouble aspect， GLdouble near， GLdouble far）；

        

         參数 fovy表示垂直方向的视野角度，aspect表示宽度与高度的纵横比，near与far表示*端和远端裁剪*面之间的距离。

 

         以下的代码设置使用了透视投影，展示了一个由太阳（黄色）、地球（红色）、月亮（灰色）三者构成的运动系统。这是一个经典的嵌套变换的样例，我们使用矩阵堆栈将一个物体依据还有一个物体进行变换，执行结果如图所看到的：

/* 程序清单 4-3

 * 2014/5/18

 */

#include <glut.h>

#include <math.h>

 

// 旋转的步进值

static float fMoonRot =0.0f;

static float fEarthRot= 0.0f;

 

// 设置渲染状态

void SetupRC()

{

         // 设置清除窗体的颜色（黑色背景）

         glClearColor(0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f);

         // 设置画图颜色为绿色

         glColor3f(0.0f, 1.0f, 0.0f);

         // 打开深度測试

         glEnable(GL_DEPTH_TEST);

}

 

// 绘制场景（显示回调函数）

void RenderScene()

{

         // 用当前的清除颜色清除窗体

         glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT |GL_DEPTH_BUFFER_BIT);

         // 保存矩阵状态（模型视图矩阵）

         glMatrixMode(GL_MODELVIEW);

         glPushMatrix();

         // *移坐标系，注意是相对于视觉坐标的位置

         glTranslatef(0.0f, 0.0f, -300.0f);

 

         // 绘制太阳

         glColor3ub(255, 255, 0);

         glutSolidSphere(15.0f, 15, 15);

         // 旋转坐标系，累加效果

         glRotatef(fEarthRot, 0.0f, 1.0f, 0.0f);

 

         // 绘制地球

         glColor3ub(255, 0, 0);

         // *移坐标系，累加效果

         glTranslatef(105.0f, 0.0f, 0.0f);

         // 设置地球的旋转步进

         fEarthRot += 5.0f;

         if(fEarthRot > 360.0f) {

                  fEarthRot = 0.0f;

         }

         glutSolidSphere(15.0f, 15, 15);

 

         // 绘制月球

         glColor3ub(200, 200, 200);

         // 旋转坐标系，累加效果

         glRotatef(fMoonRot, 0.0f, 1.0f, 0.0f);

         // *移坐标系，累加效果

         glTranslatef(30.0f, 0.0f, 0.0f);

         // 设置月亮的旋转步进

         fMoonRot += 15.0f;

         if(fMoonRot > 360.0f) {

                  fMoonRot = 0.0f;

         }

         glutSolidSphere(6.0f, 15, 15);

 

         // 恢复矩阵状态（当前坐标系与视觉坐标重合）

         glPopMatrix();

 

         // 交换缓冲区，显示画面

         glutSwapBuffers();

}

 

// 当窗体大小改变时由GLUT函数库调用

void ChangeSize(GLsizei w, GLsizei h)

{

         // 窗体的纵横比

         GLfloat fAspect;

         // 防止被0除

         if (0== h) {

                  h = 1;

         }

         // 将视口设置为窗体的大小

         glViewport(0, 0, w, h);

         // 计算窗体的纵横比

         fAspect = (GLfloat)w / (GLfloat)h;

         // 设置当前操作的矩阵为投影矩阵

         glMatrixMode(GL_PROJECTION);

         glLoadIdentity();

         // 定义*截头体， 45度视野，*、远*面为1.0和425.0

         gluPerspective(45.0f,fAspect, 1.0, 425.0);

         // 设置当前操作的矩阵为模型视图矩阵

         glMatrixMode(GL_MODELVIEW);

         glLoadIdentity();

}

 

// 计时器函数，每秒触发10次窗体重绘事件

void TimerFunc(intvalue)

{

         glutPostRedisplay();

         glutTimerFunc(100, TimerFunc, 1);

}

 

int main(int argc,char *argv[])

{

         // 传递命令行參数，并对GLUT函数库进行初始化

         glutInit(&argc, argv);

         // 设置创建窗体时的显示模式（双缓冲区、RGB颜色模式）

         glutInitDisplayMode(GLUT_DOUBLE|GLUT_RGB);

         // 设置窗体的初始大小

         glutInitWindowSize(480, 320);

         // 创建窗体

         glutCreateWindow(“Bounce”);

         // 设置显示回调函数

         glutDisplayFunc(RenderScene);

         // 设置当窗体的大小发生变化时的回调函数

         glutReshapeFunc(ChangeSize);

         // 设置计时器函数

         glutTimerFunc(100, TimerFunc, 1);

         // 设置渲染状态

         SetupRC();

         // 启动GLUT框架的执行，一经调用便不再返回，直到程序终止

         glutMainLoop();

 

         return0;

}