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摘要:glOrtho相當指定圖框的大小,由此會使得圖框里的圖形形狀變化,因為如果圖框越寬那么圖形的寬度越窄。即可認為glOrtho定義的是剪裁面(圖框),是從空間無限坐標面截取的一個剪裁面,那么glViewPort也是類似的,只不過是從glOrtho定義的剪裁面中再剪裁一個區域,顯示的內容只在這個區域內顯示。這里有點不一樣的是glViewPort實際上是指定寬口的實際像素寬度高度。(區別,glOrtho指定世界坐標,glViewPort指定像素)(實際上這兩個函數都用於平行投影而非透視投影)。
一、gluOtho()
這個函數是定義剪裁面,何謂剪裁面,我這樣理解,我們是在一個無限的空間里繪圖,因為坐標是 可以隨便指定的,隨便在哪個坐標繪圖,但是我們可以通過定一個剪裁面,也就是說,有一架照相機,盡管沿途風景很多,但是鏡頭只能拍到一定的范圍,這個范圍 就是我們的剪裁面,我們能顯示的就是這個剪裁面。
二、glViewPort()
這個函數跟上面的相似,但是我們發現上面的指定一個剪裁面后,是在我們定義的窗口的整個窗口中顯示我們剪裁出來的面,而這個函數就是為了在一部分中顯我們要顯示的剪裁面,即,我們先取景(就是用gluOrtho()剪出來那個),然后在我們定義的窗口中選一個區域來顯示這個取好的景。
在OpenGL中有兩個比較重要的投影變換函數,glViewport和glOrtho。
glOrtho是 創建一個正交平行的視景體。 一般用於物體不會因為離屏幕的遠近而產生大小的變換的情況(圖形學中的平行投影和透視投影,glFrustum用於透視投影)。比如,常用的工程中的制圖等。需要比較精確的顯示。 而作為它的對立情況, glFrustum則產生一個透視投影。這是一種模擬真是生活中,人們視野觀測物體的真實情況。例如:觀察兩條平行的火車到,在過了很遠之后,這兩條鐵軌 是會相交於一處的。還有,離眼睛近的物體看起來大一些,遠的物體看起來小一些。
glOrtho(left, right, bottom, top, near, far), left表示視景體左面的坐標,right表示右面的坐標,bottom表示下面的,top表示上面的。這個函數簡單理解起來,就是一個物體擺在那里,你怎么去截取他。這里,我們先拋開glViewport函數不看。先單獨理解glOrtho的功能。 假設有一個球體,半徑為1,圓心在(0, 0, 0),那么,我們設定glOrtho(-1.5, 1.5, -1.5, 1.5, -10, 10);就表示用一個寬高都是3的框框把這個球體整個都裝了進來。 如果設定glOrtho(0.0, 1.5, -1.5, 1.5, -10, 10);就表示用一個寬是1.5, 高是3的框框把整個球體的右面裝進來;如果設定glOrtho(0.0, 1.5, 0.0, 1.5, -10, 10);就表示用一個寬和高都是1.5的框框把球體的右上角裝了進來。上述三種情況可以見圖:
從上述三種情況,我們可以大致了解glOrtho函數的用法。glOrtho函數只是負責使用什么樣的視景體來截取圖像,並不負責使用某種規則把圖像呈現在屏幕上。(這句話不能理解)
glBegin(GL_QUADS);
glColor3f(1, 0, 0);
glVertex3f(-1, 1, 0);
glVertex3f(-1, -1, 0);
glVertex3f(1, -1, 0);
glVertex3f(1, 1, 0);
glEnd();
比如畫一個矩形框,然后glOrtho(-2, 2, -2, 2, -10, 10);如圖:
然后glOrtho(-2, 2, -3, 3, -10, 10);如圖
可以看到他們的不同,實際上它是按等比例的,比如矩形長度是2,但視圖窗口是4,所以占1/2。
glViewport主要完成這樣的功能。它負責把視景體截取的圖像按照怎樣的高和寬顯示到屏幕上。
比如:如果我們使用glut庫建立一個窗體:glutInitWindowSize(500, 500); 然后使用glutReshapeFunc(reshape); reshape代碼如下:
void reshape(int width, int height)
{
glViewport(0, 0, (GLsizei)width, (GLsizei)height);
glMatrixModel(GL_PROJECTION);
glLoadIdentity();
glOrtho(-1.5, 1.5, -1.5, 1.5, -10, 10);
....
}
這樣是可以看到一個正常的球體的。但是,如果我們創建窗體時glutInitWindowSize(800, 500),那么看到的圖像就是變形的。上述情況見圖。
因為我們是用一個正方形截面的視景體截取的圖像,但是拉伸到屏幕上顯示的時候,就變成了 glViewport(0, 0, 800, 500);也就是顯示屏變寬了, 倒是顯示的時候把一個正方形的圖像“活生生的給拉寬了”。就會產生變形。這樣,就需要我們調整我們的OpenGL顯示屏了。我們可以不用800那么寬,因 為我們是用的正方形的視景體,所以雖然窗體是800寬,但是我們只用其中的500就夠了。修改一下程序。
void reshape(int width, int height)
{
int dis = width < height ? width : height;
glViewport(0, 0, dis, dis);
glMatrixModel(GL_PROJECTION);
glLoadIdentity();
glOrtho(-1.5, 1.5, -1.5, 1.5, -10, 10);
.....
}
OK。如果你能看明白我寫的內容。你可能對glViewport函數有個大致的了解。
不過,我們采用上面的辦法,就是只使用了原來屏幕的一部分(寬度從501到800我們沒有用來顯示圖像)。如果我們想用整個OpenGL屏幕顯示圖像,但是又不使圖像變形怎么辦?
那就只能修改glOrtho函數了。也就是說,我們使用一個和窗體一樣比例的視景體(而不再 是正方形的視景體)來截取圖像。例如,對於(800, 500)的窗體,我們使用glOrtho(-1.5 * 800/500, 1.5 * 800/500, -1.5, 1.5, -10, 10),就是截取的時候,我們就使用一個“扁扁”的視景體截取,那么,顯示的到OpenGL屏幕時(800, 500),我們只要正常把這個扁扁的截取圖像顯示(扁扁的截取圖像是指整個截取的圖像,包括球形四周的黑色部分。 球形還是正常圓形的),就可以了。如:
void reshape(int width , int height)
{
glViewport(width, height); //按照窗體大小制作OpenGL屏幕
glMatrixMode(GL_PROJECTION);
glLoadIdentity();
if (width <= height)
glOrtho(-1.5, 1.5, -1.5 * (GLfloat)height/(GLfloat)width, 1.5 * (GLfloat)height/(GLfloat)width, -10.0, 10.0);
else
glOrtho(-1.5*(GLfloat)width/(GLfloat)height, 1.5*(GLfloat)w/(GLfloat)h, -1.5, 1.5, -10.0, 10.0);
....
}
另外,關於glViewport()函數,我們還可以用來調整圖像的分辨率。例如,保持目前的窗體大小不變,我們如果用這個size來只顯示整個物體的一部分,那么圖像的分辨率就必然會增大。例如:
void reshape(int w, int h)
{
glViewport(0, 0, (GLsizei)w, (GLsizei)h);
glMatrixMode(GL_PROJECTION);
glLoadIdentity();
if (w <= h)
glOrtho(0, 1.5, 0, 1.5 * (GLfloat)h/(GLfloat)w, -10.0, 10.0);
else
glOrtho(0, 1.5*(GLfloat)w/(GLfloat)h, 0, 1.5, -10.0, 10.0);
}
可以把分辨率擴大4倍。
而如果再修改一下glViewport(0, 0, 2 * (GLsizei)w, 2 * (GLsizei)h); 則可以把分辨率擴大16倍。
完整的測試程序:
#include
#include
#include
void init(void)
{
GLfloat mat_specular[] = {1.0, 1.0, 1.0, 1.0};
GLfloat mat_shininess[] = {50.0};
GLfloat light_position[] = {1.0, 1.0f, 1.0, 0.0};
GLfloat white_light[] = {1.0, 1.0, 1.0, 1.0};
GLfloat lmodel_ambient[] = {0.1, 0.1, 0.1, 1.0};
glClearColor(0.0, 0.0, 0.0, 0.0);
glShadeModel(GL_SMOOTH);
glMaterialfv(GL_FRONT, GL_SPECULAR, mat_specular);
glMaterialfv(GL_FRONT, GL_SHININESS, mat_shininess);
glLightfv(GL_LIGHT0, GL_POSITION, light_position);
glLightfv(GL_LIGHT0, GL_DIFFUSE, white_light);
glLightfv(GL_LIGHT0, GL_SPECULAR, white_light);
glLightModelfv(GL_LIGHT_MODEL_AMBIENT, lmodel_ambient);
glEnable(GL_LIGHTING);
glEnable(GL_LIGHT0);
glEnable(GL_DEPTH_TEST);
}
void display(void)
{
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
glutSolidSphere(1.0, 20, 16);
glFlush();
}
void reshape(int w, int h)
{
glViewport(0, 0, (GLsizei)w, (GLsizei)h);
glMatrixMode(GL_PROJECTION);
glLoadIdentity();
if (w <= h)
glOrtho(-1.5, 1.5, -1.5 * (GLfloat)h/(GLfloat)w, 1.5 * (GLfloat)h/(GLfloat)w, -10.0, 10.0);
else
glOrtho(-1.5*(GLfloat)w/(GLfloat)h, 1.5*(GLfloat)w/(GLfloat)h, -1.5, 1.5, -10.0, 10.0);
glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
glLoadIdentity();
}
int main(int argc, char **argv)
{
glutInit(&argc, argv);
glutInitDisplayMode(GLUT_SINGLE | GLUT_RGB | GLUT_DEPTH);
glutInitWindowSize(500, 500);
glutInitWindowPosition(100, 100);
glutCreateWindow(argv[0]);
init();
glutDisplayFunc(display);
glutReshapeFunc(reshape);
glutMainLoop();
return 0;
}
PROJECT(s5)
CMAKE_MINIMUM_REQUIRED(VERSION 2.6)
ADD_EXECUTABLE(s5 main.cpp)
FIND_PACKAGE(OpenGL)
FIND_PACKAGE(GLUT)
IF(OPENGL_FOUND)
INCLUDE_DIRECTORIES(${OPENGL_INCLUDE_DIR})
TARGET_LINK_LIBRARIES(${PROJECT_NAME} ${OPENGL_LIBRARIES})
ELSE(OPENGL_FOUND)
MESSAGE(FATAL_ERROR "OpenGL not found")
ENDIF(OPENGL_FOUND)
IF(GLUT_FOUND)
INCLUDE_DIRECTORIES(${GLUT_INCLUDE_DIR})
TARGET_LINK_LIBRARIES(${PROJECT_NAME} ${GLUT_LIBRARIES})
ELSE(GLUT_FOUND)
ENDIF(GLUT_FOUND)