基礎變化
OpenGL中涉及的基礎變化主要有以下5種
| 變換 | 說明 |
|---|---|
| 視圖變換 | 指定觀察者位置 |
| 模型變換 | 在場景中移動物體 |
| 模型視圖 | 描述視圖/模型變換的二元性 |
| 投影 | 改變視景體大小 和 設置它的投影方式 |
| 視口 | 偽變化，對窗口上最終輸出進行縮放 |
視圖變換
- 視圖變換是應用到場景中的第一種變換，通過物體/觀察者在Z軸上的移動，確定場景中利于觀察的位置
- 默認情況下，透視投影中的觀察者位置處于原點（0，0，0），并沿著z軸負方向看向屏幕里面，一般通過
moveForward方法來調整觀察者位置，moveForward默認的朝向是-z軸，所以向屏幕里面移動傳正數值，向屏幕外即+z軸，需要傳負數值 - 引用《OpenGL 超級寶典 第5版》96頁文字：
從大局上考慮，在應用任何其他模型變換之前，必須先應用視圖變換，這句話的意思就是我們后續的其他模型變換，其實都是基于視圖變換后的新坐標進行的。
模型變換
模型變換其實就是物體通過平移、旋轉、縮放的操作，將物體移動到你想要的位置的一個過程
模型變換中主要有3中變換方式：
-
平移：物體沿著給定的軸進行移動
平移
-
旋轉：物體圍繞給定的坐標軸進行旋轉
旋轉
-
縮放：根據物體大小進行了放大/縮小的操作
縮放- 當縮放的x/y/z參數傳值-1時，可以實現物體圍繞某一個軸的翻轉
- 物體翻轉的實現不僅可以通過旋轉實現，還可以通過縮放實現
模型變換中，兩個變換的順序是不能交換的，交換后的矩陣相乘結果是不一致的，如下圖，交換平移和旋轉的順序，得到的結果完全不一致
造成這種情況的根本原因，主要還是因為矩陣相乘采用的是矩陣的叉乘，而矩陣叉乘是不滿足交換律的。
另外，在模型變換過程中，有兩種觀察方式，
- 移動觀察者 即 觀察者動，物體不動
- 移動坐標系 即 觀察者不動，物體動
這兩個的說明在前面的博文中已經有所說明，這里就不再重復解釋了，可以參考OpenGL中觀察方式與矩陣的關系。其實不論是觀察者動，還是物體動，其最終的目的都是為了更好的觀察物體，所以兩種觀察方式并沒有誰優誰劣的說法，只是看你想用哪個罷了。
與3種模型變換相對應的OpenGL方法，如圖所示，關于最后的綜合變換需要作以下說明:
- 綜合變換API的參數a，b取決于采用的模型變換順序，如果是先平移再旋轉，那么a傳平移矩陣，b傳旋轉矩陣，反之，則相反
-
需要根據具體的業務需求來決定
模型變換API
投影
投影方式主要有兩種
- 透視投影：屏幕上物體與實物的比例是 < 1:1的，且有遠小近大的效果
- OpenGL中對應的設置API：
void SetPerspective(float fFov, float fAspect, float fNear, float fFar)
- OpenGL中對應的設置API：
- 正投影：屏幕上物體與實物的比例是 = 1:1的，都是一樣大的效果
- OpenGL中對應的設置API：
void SetOrthographic(GLfloat xMin, GLfloat xMax, GLfloat yMin, GLfloat yMax, GLfloat zMin, GLfloat zMax)
具體的參數說明可以參考這個了解OpenGL中的投影方式、存儲著色器分類、常見圖元連接方式，這里僅簡單介紹
- OpenGL中對應的設置API：
矩陣堆棧
矩陣堆棧的使用，我們在之前的案例中都有所涉及，下面詳細介紹下矩陣堆棧
使用原因
程序全局只有一個矩陣堆棧，但是需要繪制的圖形有多種 即 變化有很多種--每個圖形所需的變換矩陣不同，如果想兩個圖形的操作互不影響，需要一個矩陣狀態去保存空白的狀態
矩陣堆棧
矩陣堆棧是由GLMatrixStack類創建的，其特性是先進后出，根據矩陣類的源碼可知，矩陣堆棧中最大只能放64個狀態，對應的API參見下表
- 矩陣對陣中除了可以放
M3DMatrix44f矩陣外，還可以放GLFRame，其實就是比矩陣多做了一步，需要通過GLFRame的get方法方法獲得矩陣，放入堆棧中
矩陣堆棧類相關API
矩陣堆棧中關于入棧、相乘、出棧的流程
- 原始矩陣堆棧中，拷貝一份棧頂矩陣，壓入棧頂
- 當有變換操作時，將變換操作的矩陣與矩陣堆棧棧頂相乘，將其結果覆蓋棧頂矩陣
- 如果還有其他矩陣入棧，則繼續相乘
- 當沒有矩陣需要push，即圖形繪制完成后，需要pop棧頂矩陣
需要注意：
==> 用了幾個push，就需要pop幾個矩陣，push與pop是一一對相應的
==> 最終的矩陣堆棧仍然是最初時的矩陣堆棧
仿射變換
矩陣堆棧中有與平移、旋轉、縮放三個模型變換相對應的放射變換，可以不用通過模型變換，而是直接通過矩陣堆棧的API實現這3種變換，如下表所示
相對于仿射變換與模型變換，我們更傾向于使用模型，這種方式用的很少
角色幀
主要是用來表示物體及觀察者所處的位置，主要有三個參數
- vOrigin：當前所處的位置，默認是（0，0，0），處于原點
- vForward：即將要去的位置，默認是（0，0，-1），朝向-z軸方向
-
vUp：朝向哪，默認是（0，1，0），朝向+y軸方向
GLFrame源碼
除了矩陣，GLFrame對象也可以直接壓入矩陣堆棧，主要涉及以下3個方法
- 加載到堆棧棧頂
void GLMatrixStack::LoadMatrix(GLFrame &frame); - 與堆棧棧頂相乘，將結果覆蓋棧頂矩陣
void GLMatrixStack::MultMatrix(GLFrame &frame); - 堆棧棧頂出棧
void GLMatrixStack::PushMatrix(GLFrame &frame);
