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我试图理解NEHEs 教程中的第 9 课，这是关于在 3d 空间中移动位图的。

这里最有趣的是通过 3d 空间在一个简单的四边形上移动 2d 位图纹理，并使其始终面向屏幕（查看器）。所以位图看起来是 3d 的，但无论它在 3d 空间中的哪个位置，它始终是 2d 面向观察者的。

在第 9 课中，生成了一个绕圈移动的星星列表，看起来非常好。为了避免从侧面看到星星，编码人员正在做一些棘手的编码，以使星星始终面向观察者。

代码如下：（在循环中为每个星调用以下代码）

glLoadIdentity();
glTranslatef(0.0f,0.0f,zoom);
glRotatef(tilt,1.0f,0.0f,0.0f);
glRotatef(star[loop].angle,0.0f,1.0f,0.0f);
glTranslatef(star[loop].dist,0.0f,0.0f);
glRotatef(-star[loop].angle,0.0f,1.0f,0.0f);
glRotatef(-tilt,1.0f,0.0f,0.0f);

在上面的线条之后，开始绘制星星。如果您检查最后两行，您会看到第 3 行和第 4 行的转换刚刚被取消（如撤消）。最后的这两行让我们有可能让星星一直面向观众。但我不知道为什么这是有效的。

我认为这来自于我对 OpenGL 如何真正进行转换的误解。对我来说，最后两行就像撤销之前所做的一样，这对我来说没有意义。但它的工作。

因此，当我调用 glTranslatef 时，我知道视图的当前矩阵乘以 glTranslatef 提供的平移值。换句话说，“glTranslatef(0.0f,0.0f,zoom);” 如果缩放为负数，则会将我要绘制星星的位置移动到场景中。好的。

但究竟是什么被移到了这里？观看者是“离开”了还是有某种对象坐标系通过 glTranslatef 移动到场景中？这里发生了什么事？

然后glRotatef，这里旋转的是什么？又是一个坐标系，观众本身？

在现实世界中。我会将星星放置在 3d 空间中的某个位置，然后在围绕我的世界原点的世界空间中旋转它，然后在星星移动到原点并再次从边缘开始时进行移动，然后我会为明星本身，所以它面向观众。我想这是在这里完成的。但是我如何首先围绕世界原点旋转，然后围绕恒星本身旋转？对我来说，opengl 似乎正在世界坐标系统和对象坐标系统之间切换，这并没有像你看到的那样真正发生。

我不需要添加其余的代码，因为它非常标准。简单的 GL 初始化 3d 绘图，旋转的东西，然后使用混合使用星形纹理进行简单的 QUADS 绘图。就是这样。

有人可以解释一下我在这里误解了什么吗？

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3 回答 3

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考虑 gl 矩阵堆栈的另一种方法是从你的绘图调用向后走。在您的情况下，由于您的 draw 是最后一行，让我们加强代码：

1) 首先，星形相对于原点绕 X 轴旋转 -tilt。

2) 星星相对于原点绕 Y 轴旋转 -star[loop].angle。

3) 星星由star[loop].dist 沿X 轴移动。

4) 星星相对于原点围绕 Y 轴旋转了 star[loop].angle。由于第 3 步，恒星不再位于原点，因此该旋转既移动了恒星的中心，又将其局部旋转。

5) 星星相对于原点绕 X 轴倾斜旋转。（同注4）

6) 星星通过缩放单位沿 Z 轴向下移动。

这里的诀窍是很难输入文字，但试着描绘出动作的顺序。虽然第 2 步和第 4 步看起来像是相互颠倒，但它们之间的移动改变了旋转的性质。关键短语是旋转是围绕原点定义的。移动星星会改变旋转的效果。

当您想就地旋转某些东西时，这导致典型的使用堆叠矩阵。首先将其移动到原点，然后旋转它，然后将其移回原点。你在这里所拥有的几乎是相同的概念。

我发现用两只手来可视化矩阵很有用。一只手代表原点，第二只手（通常是右手，如果你在像 OpenGL 这样的右手坐标系中）代表对象。我像 XYZ 轴一样张开手指，以便可以在本地和原点周围可视化旋转。像这样开始，围绕原点的旋转顺序和线性移动应该更容易描绘。

您问的第二个问题与相机矩阵在典型 OpenGL 设置中的行为有关。首先，了解屏幕空间坐标（类似地，设备坐标）的概念。这是实际显示的空间。X 和 Y 是屏幕的矢量，Z 是深度。该空间通常在 -1 到 1 的范围内。将对象向下移动 Z 有效地将对象移开。

相机（或透视矩阵）通常负责将“世界”空间转换为该屏幕空间。该矩阵定义了“查看者”，但最终它只是另一个矩阵。矩阵总是“最后”应用，所以如果你像我之前描述的那样向上读取变换，相机通常在最顶部，就像你看到的那样。在这种情况下，您可以将最后一次变换（通过缩放转换）视为一个非常简单的相机矩阵，它将相机向后移动缩放单位。

祝你好运。:)

于 2011-03-04T23:13:52.767 回答
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中间的 glTranslatef受到旋转的影响：它将星星沿 x' 轴移动到距离 dist，此时轴 x' 相对于原始 x 轴旋转了（倾斜 + 角度）。

在opengl中，您有对象坐标乘以（一堆）投影矩阵。所以你正在移动物体。如果要“移动相机”，则必须乘以相机位置和轴的逆矩阵：

ProjectedCoords = CameraMatrix^-1。对象矩阵。对象坐标

于 2011-03-04T22:55:46.823 回答
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我也发现这很令人困惑，但我只是玩弄了一些 NeHe 代码来更好地理解 glTranslatef() 和 glRotatef()。

我目前的理解是 glRotatef() 实际上旋转坐标系，这样 glRotatef(90.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f) 将导致 x 轴位于 y 轴之前的位置。旋转后，glTranslatef(1.0f, 0.0f, 0.0f) 将在屏幕上向上移动一个对象。

因此，glTranslatef() 根据坐标系的当前旋转移动对象。因此，glTranslatef 和 glRotatef 的顺序在教程 9 中很重要。

用技术术语来说，我的描述可能并不完美，但它对我有用。

于 2011-03-22T11:02:37.583 回答