OpenGL的gluLookAt觀察變換函數詳解

void gluLookAt(GLdouble eyex, GLdouble eyey, GLdouble eyez,

                         GLdouble centerx, GLdouble centery, GLdouble centerz,

                         GLdouble upx, GLdouble upy, GLdouble upz);

該 函數定義一個視圖 矩陣，並與當前矩陣相乘。

第一組eyex, eyey,eyez 相機在世界坐標的位置

第二組centerx,centery,centerz 相機鏡頭對准的物體在世界坐標的位置

第三組upx,upy,upz 相機向上的方向在世界坐標中的方向

你把相機想象成為你自己的腦袋：

第一組數據就是腦袋的位置

第二組數據就是眼睛看的物體的位置

第三組就是頭頂朝向的方向（因為你可以歪着頭看同一個物體）。

 

注意：

本地坐標系-->世界坐標系-->眼坐標系-->裁剪坐標系
一般gluLookAt()用於從世界坐標系到眼坐標系的轉換，但是由於OpenGL里面模型視圖矩陣直接將本地坐標系轉換為眼坐標系，所以gluLookAt()應該被用來設置模型視圖矩陣，但是有一點得注意了：
gluLookAt()的調用應該在場景繪制初glLoadIdentity()函數調用之后，在所有的glTranslate*()、glRotate*()、glScale*()函數調用之前調用，且只調用一次，類似代碼如下:

glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
glLoadIdentity();
gluLookAt(...);
//這里最好先調用glPushMatrix()
//下面就可以任意調用glTranslate*()，glRotate*()，glScale*()等函數了，注意如果再次調用了glLoadIdentity(),則需要重新調用gluLookAt()
//也就是說，如果讓gluLookAt()函數調用達到想要的效果的話，gluLookAt()設置的矩陣一定是模型視圖矩陣所乘的第一個矩陣，且最多乘一次

 

 實例代碼如下：

#include "stdafx.h"
#include <GL/glut.h>
#include <stdlib.h>

void init(void)
{
    glClearColor (0.0, 0.0, 0.0, 0.0); //背景黑色
}

void display(void)
{
    glClear (GL_COLOR_BUFFER_BIT);
    glColor3f (1.0, 1.0, 1.0); //畫筆白色
    
    glLoadIdentity();  //加載單位矩陣
    
    gluLookAt(0.0,0.0,5.0,  0.0,0.0,0.0,  0.0,1.0,0.0);
    glutWireTeapot(2);
    glutSwapBuffers();
}

void reshape (int w, int h)
{
    glViewport (0, 0, (GLsizei) w, (GLsizei) h);
    glMatrixMode (GL_PROJECTION);
    glLoadIdentity ();
    gluPerspective(60.0, (GLfloat) w/(GLfloat) h, 1.0, 20.0);
    glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
    glLoadIdentity();
    gluLookAt (0.0, 0.0, 5.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 1.0, 0.0);
}

int main(int argc, char** argv)
{
    glutInit(&argc, argv);
    glutInitDisplayMode (GLUT_DOUBLE | GLUT_RGB);
    glutInitWindowSize (500, 500);
    glutInitWindowPosition (100, 100);
    glutCreateWindow (argv[0]);
    
    init ();
    glutDisplayFunc(display);
    glutReshapeFunc(reshape);
    glutMainLoop();
    return 0;
}

 

一、上面的display()函數中：gluLookAt(0.0,0.0,5.0, 0.0,0.0,0.0, 0.0,1.0,0.0); 相當於我們的腦袋位置在(0.0,0.0,5.0)處，眼睛望向(0.0,0.0,0.0),即原點。后面的三個參數(0.0,1.0,0.0),y軸為1，其余為0，表示腦袋朝上，就是正常的情況。看到的情況如下圖：

壺嘴在右，壺柄在坐，壺底在下，壺蓋在上。

 

二、若將gluLookAt的后三個參數設置為（0.0,-1.0,0.0）,即y軸為-1,其余為0。這樣表示腦袋向下，即人眼倒着看，看到的效果如下圖：

 

三、再次修改gluLookAt的后三個參數為（1.0,0.0,0.0）;x軸為1，其余為0.即人的腦袋像右歪90度來看，即順時針轉90度（換個角度思考就是壺逆時針轉90度），猜想看到的結果應該是壺嘴在上，壺蓋在右，壺底在左，壺柄在下。如下圖：

如果並沒有調用gluLookAt(),那么照相機就被設置為默認的位置和方向。 在默認情況下，照相機位於原點，指向z軸的負方向，朝上向量為(0,1,0)。

 

       可以修改原來的代碼。把視圖變換函數gluLookAt()函數，改為模型變換函數glTranslatef(),並使用參數(0.0,0.0,-5.0)。這個函數的效果和使用gluLookAt()函數的效果是完全相同的，

原因： gluLookAt()函數是 通過移動照相機（ 使用視圖變換）來觀察這個立方體，

　　而 glTranslatef()函數是 通過移動茶壺（ 使用模型變換）。

另外注意： 視圖變換要在模型變換之前進行。

 

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