參考文章 GL學習筆記(2) - 終於搞明白gluPerspective和gluLookAt的關系了(zz)
函數原型
gluLookAt(GLdoble eyex,GLdouble eyey,GLdouble eyez,GLdouble centerx,GLdouble centery,GLdouble centerz,GLdouble upx,GLdouble upy,GLdouble upz);
gluPerspective(GLdouble fovy,GLdouble aspect,GLdouble zNear,GLdouble zFar)
使用方法
// 設置投影矩陣 glMatrixMode(GL_PROJECTION); glLoadIdentity(); gluPerspective(45.0f, (GLfloat)w/(GLfloat)h, 0.1f, 100.0f);
gluPerspective
一個一個來,首先得設置gluPerspective,來看看它的參數都表示什么意思
fovy,這個最難理解,我的理解是,眼睛睜開的角度,即,視角的大小,如果設置為0,相當你閉上眼睛了,所以什么也看不到,如果為180,那么可以認為你的視界很廣闊,
aspect,這個好理解,就是實際窗口的縱橫比,即x/y，這個影響到視野的截面有多大。
zNear 表示近裁剪面到眼睛的距離，zFar表示遠裁剪面到眼睛的距離，注意zNear和zFar不能設置設置為負值（你怎么看到眼睛后面的東西）。
zFar表示遠處的裁面。
如果還沒有理解就繼續看,
我們知道,遠處的東西看起來要小一些,近處的東西看起來會大一些,這就是透視原理。
假設那兩條線表示公路,理論上講,它們的兩條邊是平行的,但現實情況中,它們在遠方(可以無限遠)總要相交於一點,實際線段AB的長度=CD的長度,只是在此例中使用了透視角,故會有如上的效果,是不是很接近現實的情況?
結合我們剛才這兩個函數
zNear,眼睛距離近處的距離,假設為10米遠,請不要設置為負值,OpenGl就傻了,不知道怎么算了,
zFar表示遠處的裁面,假設為1000米遠,
就是這兩個參數的意義了,
再解釋下那個"眼睛睜開的角度"是什么意思,
首先假設我們現在距離物體有50個單位距離遠的位置,
在眼睛睜開角度設置為45時,請看大屏幕:
我們可以看到,在遠處一個球,,很好玩哈,
現在我們將眼睛再張開點看,將"眼睛睜開的角度"設置為178
(180度表示平角,那時候我們將什么也看不到,眼睛睜太大了,眼大無神)
因為我們看的范圍太大了,這個球本身大小沒有改變,但是它在我們的"視界"內太小了,
反之,我們將眼睛閉小些,改為1度看看會出現什么情況呢?
在我們距離該物體3000距離遠,"眼睛睜開的角度"為1時,我們似乎走進了這個球內,這個是不是類似於相機的焦距?
當我們將"透視角"設置為0時,我們相當於閉上雙眼,這個世界清靜了,
我們什么也看不到,,,,,,,,,
給出一個測試用例：
void display(void) { glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT); // 清除屏幕及深度緩存 glLoadIdentity(); // 重置當前的模型觀察矩陣 //glutSolidSphere(1.0, 400, 16); //繪製一個球體 /*當您調用glLoadIdentity()之后，您實際上將當前點移到了屏幕中心，X坐標軸從左至右，Y坐標軸從下至上，Z坐標軸從里至外。OpenGL屏幕中心的坐標值是X和Y軸上的0.0f點。中心左面的坐標值是負值，右面是正值。移向屏幕頂端是正值，移向屏幕底端是負值。移入屏幕深處是負值，移出屏幕則是正值。 glTranslatef(x, y, z)沿着 X, Y 和 Z 軸移動。根據前面的次序，下面的代碼沿着X軸左移1.5個單位，Y軸不動(0.0f)，最后移入屏幕6.0f個單位。注意在glTranslatef(x, y, z)中當您移動的時候，您並不是相對屏幕中心移動，而是相對與當前所在的屏幕位置。*/ glPushMatrix(); glTranslatef(-2.5f,0.0f,-6.0f）； // 左移 1.5 單位，並移入屏幕 6.0 glRotatef(rtri,0.0f,1.0f,0.0f); // 繞Y軸旋轉三角形 glBegin(GL_TRIANGLES); // 繪制三角形 glColor3f(1.0, 0.0, 0.0); glVertex3f( 0.0f, 1.0f, 0.0f); // 上頂點 glColor3f(0.0, 1.0, 0.0); glVertex3f(-0.5f,0.0f, 0.0f); // 左下 glColor3f(0.0, 0.0, 1.0); glVertex3f( 0.5f,0.0f, 0.0f); // 右下 glEnd(); // 三角形繪制結束 glPopMatrix(); //繪制四棱錐 //glLoadIdentity(); glPushMatrix(); glTranslatef(4.0f, -0.5f, -6.0f); glRotatef(rtri, 0.0f, 1.0f, 0.0f); glBegin(GL_TRIANGLES); //繪製上頂點 左側面 glColor3f(1.0f, 0.0f, 0.0f); glVertex3f(0.0f, 1.0f, 0.0f); glColor3f(0.0f, 1.0f, 0.0f); glVertex3f(-1.0f, 0.0f, 0.0f); glColor3f(0.0f, 0.0f, 1.0f); glVertex3f(0.0f, 0.0f, 1.0f); //右側面 glColor3f(1.0f, 0.0f, 0.0f); glVertex3f(0.0f, 1.0f, 0.0f); glColor3f(0.0f, 0.0f, 1.0f); glVertex3f(0.0f, 0.0f, 1.0f); glColor3f(0.0f, 1.0f, 0.0f); glVertex3f(1.0f, 0.0f, 0.0f); //右后側面 glColor3f(1.0f, 0.0f, 0.0f); glVertex3f(0.0f, 1.0f, 0.0f); glColor3f(0.0f, 1.0f, 0.0f); glVertex3f(0.0f, 0.0f, -1.0f); glColor3f(0.0f, 0.0f, 1.0f); glVertex3f(0.0f, 0.0f, -1.0f); //左后側面 glColor3f(1.0f, 0.0f, 0.0f); glVertex3f(0.0f, 1.0f, 0.0f); glColor3f(0.0f, 0.0f, 1.0f); glVertex3f(0.0f, 0.0f, -1.0f); glColor3f(0.0f, 1.0f, 0.0f); glVertex3f(-1.0f, 0.0f, 0.0f); glEnd(); glPopMatrix(); //繪制茶壺 glPushMatrix(); glTranslatef(0.0f, 0.0f, -8.0f); glutWireTeapot(2.0f); glPopMatrix(); //設置當前使用的顏色為白色 glColor3f(1.0, 1.0, 1.0); glFlush(); rtri += 0.3; rquad += 0.2; }
gluLookAt
現在來看gluLookAt(GLdoble eyex,GLdouble eyey,GLdouble eyez,GLdouble centerx,GLdouble centery,GLdouble centerz,GLdouble upx,GLdouble upy,GLdouble upz);
它共接受三對坐標,
分別為eye,center,up
故名思義,eye表示我們眼睛在"世界坐標系"中的位置,
center表示眼睛"看"的那個點的坐標,
最后那個up坐標表示觀察者本身的方向,如果將觀察點比喻成我們的眼睛,那么這個up則表示我們是正立還是倒立異或某一個角度在看,所看的影像大不相同,故此時需要指明我們現在正立,那么X,Z軸為0,Y軸為正即可,通常將其設置為1,只要表示一個向上的向量(方向)即可
球是畫在世界坐標系的原點上的,即O(0,0,0)坐標上,我們的眼睛位於觀察點A(0,0,100),Z軸向屏幕里看去的方向為負,屏幕外我們的位置,Z軸為正值,其實很好理解,即我們距離原點的距離,設置100,將觀察到如下圖所示的影像
如果我們向前或向后移動,則相應的圖像會變大或變小,這里其實就是運用了透視原理,近處的物體大,遠處的物體小,實際物體的大小是不變的,
同理改變center坐標(眼睛看去的那個點,可簡單理解為視線的終點)也會影響球的大小,同樣可以認為是改變了物體與觀察點的距離所致,
最后那個up坐標表示觀察者本身的方向,如果將觀察點比喻成我們的眼睛,那么這個up則表示我們是正立還是倒立異或某一個角度在看,所看的影像大不相同, 故此時需要指明我們現在正立,那么X,Z軸為0,Y軸為正即可,通常將其設置為1,只要表示一個向上的向量(方向)即可,我們指定0.1f或 0.00001f異或1000.0f,效果是一樣的,只要能表示方向即可,
以上理解了之后,來做一個測試
透視圖不變,最遠處仍為3000,近處為0.1
gluPerspective // 設置透視圖
(45, // 透視角設置為 45 度,在Y方向上以角度為單位的視野
(GLfloat)x/(GLfloat)y, // 窗口的寬與高比
0.1f, // 視野透視深度:近點1.0f
3000.0f // 視野透視深度:始點0.1f遠點1000.0f
);
將我們的觀察點置於A(0,10,0),
將觀察位置(視線終點)坐標置於(0,0,0)
然后在原點開始繪圖,畫一個V字形,並將Z軸的值從-1000遞增加到+1000,增量為10,
代碼如下
glColor3f(0.5f, 0.7f, 1.0f);
glBegin(GL_LINES);
for(int i=-1000;i<=1000;i+=10)
{
glVertex3f(0,0,i);
glVertex3f(10,10,i);
glVertex3f(0,0,i);
glVertex3f(-10,10,i);
}
glEnd();
F5運行效果如下圖
上圖證實了我們的推測
//---------------------------------------------
//生成網絡
glColor3f(0.5f, 0.7f, 1.0f);
int x=(int)(40*2);
glBegin(GL_LINES);
for(int i=-x;i<=x;i+=4)
{
glVertex3i(-x,0,i);
glVertex3i(x,0,i);
glVertex3i(i,0,x);
glVertex3i(i,0,-x);
}
glEnd();
//生成球體
GLUquadricObj * pObj;
pObj = gluNewQuadric();
gluQuadricDrawStyle(pObj,GLU_LINE);
gluQuadricNormals(pObj,GLU_SMOOTH);
gluSphere(pObj,16,16,16);
QT范例源代碼
glwidget.h
#ifndef glwidget_H_
#define glwidget_H_
#include <QtGui/QtGui>
#include <QtOpenGL/QtOpenGL>
class GLWidget : public QGLWidget
{
Q_OBJECT
public:
GLWidget();
protected:
void initializeGL();
void paintGL();
void resizeGL(int width,int height);
void mousePressEvent(QMouseEvent *ev);
void mouseMoveEvent(QMouseEvent *ev);
void mouseDoubleClickEvent(QMouseEvent *ev);
void wheelEvent(QWheelEvent *ev);
private:
QPoint lastPos;
GLfloat eyeX,eyeY,eyeZ;
};
#endif
glwidget.cpp
#include "glwidget.h"
GLWidget::GLWidget()
:QGLWidget()
{
setGeometry(300,300,600,480);
setWindowTitle(tr("glulookat test"));
}
void GLWidget::initializeGL()
{
glShadeModel(GL_SMOOTH);
glClearColor(0.5,0.5,0.5,0.5);
glClearDepth(1.0);
glEnable(GL_DEPTH_TEST);
glEnable(GL_LEQUAL);
glHint(GL_PERSPECTIVE_CORRECTION_HINT,GL_NICEST);
eyeX = 0.0;
eyeY = 80.0;
eyeZ = 0.0;
}
void GLWidget::paintGL()
{
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
glLoadIdentity();
//gluLookAt(9.0,0.0,10.0,0.0,0.0,-10.0,0.0,1.0,0.0);
//to look at the second lines
gluLookAt(eyeX,eyeY,eyeZ,0.0,0.0,0.0,1.0,0.0,0.0);
//glTranslatef(0.0,0.0,-10.0);
/*glBegin(GL_TRIANGLES);
glColor3f(1.0,0.0,0.0);
glVertex3f(0.0,1.0,0.0);
glVertex3f(-1.0,0.0,0.0);
glVertex3f(1.0,0.0,0.0);
glEnd();*/
glColor3f(0.5f,0.7f,1.0f);
//glBegin(GL_LINES);
// for(int i = -1000;i <= 1000;i+=10)
// {
// glVertex3f(0.0,0.0,i);
// glVertex3f(10.0,10.0,i);
// glVertex3f(0.0,0.0,i);
// glVertex3f(-10.0,10.0,i);
// }
//glEnd();
int x = (int)(40*2);
glBegin(GL_LINES);
for(int i = -x ;i <= x ; i+=4 )
{
glVertex3i(-x,0,i);
glVertex3i(x,0,i);
glVertex3i(i,0,x);
glVertex3i(i,0,-x);
}
glEnd();
GLUquadricObj *pObj;
pObj = gluNewQuadric();
gluQuadricDrawStyle(pObj,GLU_LINE);
gluQuadricNormals(pObj,GLU_SMOOTH);
gluSphere(pObj,16,16,16);
}
void GLWidget::resizeGL(int width,int height)
{
if(height == 0)
height = 1;
glViewport(0,0,width,height);
glMatrixMode(GL_PROJECTION);
glLoadIdentity();
gluPerspective(45.0,(GLfloat)width/(GLfloat)height,0.1,3000.0);
glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
glLoadIdentity();
}
void GLWidget::mousePressEvent(QMouseEvent *ev)
{
if(ev->buttons() & Qt::LeftButton)
{
lastPos = ev->pos();
}
}
void GLWidget::mouseMoveEvent(QMouseEvent *ev)
{
if(ev->buttons() & Qt::LeftButton)
{
QPoint pt = ev->pos() - lastPos;
if(eyeY >= 3000.0 && pt.y() > 0)
{
return ;
}
if(eyeY <= 1.0 && pt.y() < 0)
return ;
eyeY += pt.y();
updateGL();
}
}
void GLWidget::mouseDoubleClickEvent(QMouseEvent *ev)
{
QString str = QString("X:%1-Y:%2-Z:%3").arg(eyeX).arg(eyeY).arg(eyeZ);
QMessageBox::information(this,str,str);
}
void GLWidget::wheelEvent(QWheelEvent *ev)
{
QString str = QString("delta: %1").arg(ev->delta());
//QMessageBox::information(this,str,str);
}
運行結果：
