OpenGL照相机模型及变换.pptVIP

第8章 OpenGL照相机模型及变换 照相机模型 模型视变换（Model-viewing Transformation) 投影变换（Projection Transformation） 视口变换（ Viewport Transformation） 矩阵操作（Matrix Operation） 矩阵堆栈（Matrix Stack） 例子（Sample） 照相机模型 设置三角架的位置和方向 摆放物体 调焦或更换镜头 按快门 洗照片 照相机模型和变换的关系 视变换 设置三角架的位置和方向 模型变换 摆放物体 投影变换 调焦或更换镜头后按快门 视口变换 洗照片 注意: 人眼和相机镜头的视见体是圆锥形的, OpenGL 中用的是棱台 坐标系和变换 绘制图形的步骤 定义几何体 (世界或物体坐标系) 定义视点的位置，建立视坐标系 进行投影变换 ，得到规范化的窗口坐标 映射到视口，得到屏幕坐标 每一步都用不同的变换阵 变换流水线 变换流水线(cont.) 变换流水线(cont.) 3D 变换 每个顶点都是用齐次坐标表示的列向量 v’= Mv w 常取 1.0 3D 变换(cont.) 一个顶点和4x4的矩阵相乘完成一次变换 矩阵采用后乘方式，相乘后可完成多个变换： M1M2M3 OpenGL中的矩阵是按列存储的 指定变换阵的方式 两种方式 直接指定矩阵 (glLoadMatrix, glMultMatrix) 指定操作 (glRotate,glTranslate, glOrtho) 其他函数: glLoadIdentity() glMatrixMode(mode) GL_MODELVIEW,GL_PROJECTION etc. 指定变换阵(con.) 载入矩阵 glLoadMatrix(M[16]) (以列为主) M= 矩阵相乘 glMultMatrix(M[16]) C= C M 指定旋转阵 glRotatef(θ ,x,y,z) 指定变换阵(con.) 指定平移阵 glTranslatef(x,y,z) 指定缩放阵 glScalef(x,y,z) 例子 void CALLBACK myReshape(GLsizei w, GLsizei h) { glViewport(0, 0, w, h); //指定视口 glMatrixMode(GL_PROJECTION); glLoadIdentity(); //指定一个单位阵 gluPerspective(65.0, (GLfloat) w/(GLfloat) h, 1.0, 20.0); //指定透视投影变换阵 glMatrixMode(GL_MODELVIEW); glLoadIdentity(); //指定一个单位阵 glTranslatef (0.0, 0.0, -15.0); //指定模型视变换阵 } 例子(cont.) void CALLBACK display(void) { glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT); glColor3f(0.0, 1.0, 1.0); (GLfloat) shoulder=9.0; glPushMatrix(); glTranslatef (-0.5, 0.0, 0.0); glRotatef (shoulder, 1.0, 1.0, 1.0); glTranslatef (1.0, 0.0, 0.0); auxWireBox(2.0, 0.2, 0.5); glPopMatrix(); glFlush();} 模型－视变换阵 模型变换和视变换可达到同样的效果. 固定物体、移动相机 固定相机、移动物体 OpenGL 采用模型－视变换阵 模型－视变换阵(cont.) 变换阵的顺序非常重要，不能颠倒 glMatrixMode(GL_MODELVIEW); glLoadIdentitiy(); glMultMatrixf(N); glMultMatrixf(M); v’=NMLv glMultMatrixf(L); glBegin(GL_POINTS); v’=LMNv glVertex3f(v); glEnd(); 和模型－视变换阵有关的函数 glRota