Android OpenGL ES 简明开发教程四:3D 坐标变换
2011-12-12 09:29
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[b]Coordinate System坐标系[/b]
OpenGL使用了右手坐标系统,右手坐标系判断方法:在空间直角坐标系中,让右手拇指指向x轴的正方向,食指指向y轴的正方向,如果中指能指向z轴的正方向,则称这个坐标系为右手直角坐标系。
![](http://www.imobilebbs.com/wordpress/wp-content/uploads/2011/05/20110531001.png)
Translate平移变换
方法public abstract void glTranslatef (float
x, float y, float z) 用于坐标平移变换。
在上个例子中我们把需要显示的正方形后移了4个单位,就是使用的坐标的平移变换,可以进行多次平移变换,其结果为多个平移矩阵的累计结果,矩阵的顺序不重要,可以互换。
![](http://www.imobilebbs.com/wordpress/wp-content/uploads/2011/05/20110531002.png)
Rotate旋转
方法public abstract void glRotatef(float
angle, float x, float y, float z)用来实现选择坐标变换,单位为角度。 (x,y,z)定义旋转的参照矢量方向。多次旋转的顺序非常重要。
![](http://www.imobilebbs.com/wordpress/wp-content/uploads/2011/05/20110531003.png)
比如你选择一个骰子,首先按下列顺序选择3次:
![](http://www.imobilebbs.com/wordpress/wp-content/uploads/2011/05/20110531004.png)
然后打算逆向旋转回原先的初始状态,需要有如下旋转:
![](http://www.imobilebbs.com/wordpress/wp-content/uploads/2011/05/20110531005.png)
或者如下旋转:
旋转变换glRotatef(angle, -x, -y, -z) 和glRotatef(-angle, x, y, z)是等价的,但选择变换的顺序直接影响最终坐标变换的结果。 角度为正时表示逆时针方向。
Translate & Rotate (平移和旋转组合变换)
在对Mesh(网格,构成三维形体的基本单位)同时进行平移和选择变换时,坐标变换的顺序也直接影响最终的结果。
比如:先平移后旋转, 旋转的中心为平移后的坐标。
![](http://www.imobilebbs.com/wordpress/wp-content/uploads/2011/05/20110531006.png)
先选择后平移:
平移在则相对于旋转后的坐标系:
![](http://www.imobilebbs.com/wordpress/wp-content/uploads/2011/05/20110531007.png)
一个基本原则是,坐标变换都是相对于变换的Mesh本身的坐标系而进行的。
Scale(缩放)
方法public abstract void glScalef (float
x, float y, float z)用于缩放变换。
下图为使用gl.glScalef(2f, 2f, 2f) 变换后的基本,相当于把每个坐标值都乘以2.
![](http://www.imobilebbs.com/wordpress/wp-content/uploads/2011/05/20110531008.png)
Translate
& Scale(平移和缩放组合变换)
同样当需要平移和缩放时,变换的顺序也会影响最终结果。
比如先平移后缩放:
![](http://www.imobilebbs.com/wordpress/wp-content/uploads/2011/05/20110531009.png)
如果调换一下顺序:
结果就有所不同:
![](http://www.imobilebbs.com/wordpress/wp-content/uploads/2011/05/20110531010.png)
矩阵操作,单位矩阵
在进行平移,旋转,缩放变换时,所有的变换都是针对当前的矩阵(与当前矩阵相乘),如果需要将当前矩阵回复最初的无变换的矩阵,可以使用单位矩阵(无平移,缩放,旋转)。
public abstract void glLoadIdentity()。
在栈中保存当前矩阵和从栈中恢复所存矩阵,可以使用
public abstract void glPushMatrix()
和
public abstract void glPopMatrix()。
在进行坐标变换的一个好习惯是在变换前使用glPushMatrix保存当前矩阵,完成坐标变换操作后,再调用glPopMatrix恢复原先的矩阵设置。
最后利用上面介绍的坐标变换知识,来绘制3个正方形A,B,C。进行缩放变换,使的B比A小50%,C比B小50%。 然后以屏幕中心逆时针旋转A,B以A为中心顺时针旋转,C以B为中心顺时针旋转同时以自己中心高速逆时针旋转。
修改 onDrawFrame 代码如下:
![](http://www.imobilebbs.com/wordpress/wp-content/uploads/2011/05/20110531011.png)
本例代码下载
OpenGL使用了右手坐标系统,右手坐标系判断方法:在空间直角坐标系中,让右手拇指指向x轴的正方向,食指指向y轴的正方向,如果中指能指向z轴的正方向,则称这个坐标系为右手直角坐标系。
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Translate平移变换
方法public abstract void glTranslatef (float
x, float y, float z) 用于坐标平移变换。
在上个例子中我们把需要显示的正方形后移了4个单位,就是使用的坐标的平移变换,可以进行多次平移变换,其结果为多个平移矩阵的累计结果,矩阵的顺序不重要,可以互换。
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Rotate旋转
方法public abstract void glRotatef(float
angle, float x, float y, float z)用来实现选择坐标变换,单位为角度。 (x,y,z)定义旋转的参照矢量方向。多次旋转的顺序非常重要。
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比如你选择一个骰子,首先按下列顺序选择3次:
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然后打算逆向旋转回原先的初始状态,需要有如下旋转:
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或者如下旋转:
Translate & Rotate (平移和旋转组合变换)
在对Mesh(网格,构成三维形体的基本单位)同时进行平移和选择变换时,坐标变换的顺序也直接影响最终的结果。
比如:先平移后旋转, 旋转的中心为平移后的坐标。
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先选择后平移:
平移在则相对于旋转后的坐标系:
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一个基本原则是,坐标变换都是相对于变换的Mesh本身的坐标系而进行的。
Scale(缩放)
方法public abstract void glScalef (float
x, float y, float z)用于缩放变换。
下图为使用gl.glScalef(2f, 2f, 2f) 变换后的基本,相当于把每个坐标值都乘以2.
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Translate
& Scale(平移和缩放组合变换)
同样当需要平移和缩放时,变换的顺序也会影响最终结果。
比如先平移后缩放:
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如果调换一下顺序:
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矩阵操作,单位矩阵
在进行平移,旋转,缩放变换时,所有的变换都是针对当前的矩阵(与当前矩阵相乘),如果需要将当前矩阵回复最初的无变换的矩阵,可以使用单位矩阵(无平移,缩放,旋转)。
public abstract void glLoadIdentity()。
在栈中保存当前矩阵和从栈中恢复所存矩阵,可以使用
public abstract void glPushMatrix()
和
public abstract void glPopMatrix()。
在进行坐标变换的一个好习惯是在变换前使用glPushMatrix保存当前矩阵,完成坐标变换操作后,再调用glPopMatrix恢复原先的矩阵设置。
最后利用上面介绍的坐标变换知识,来绘制3个正方形A,B,C。进行缩放变换,使的B比A小50%,C比B小50%。 然后以屏幕中心逆时针旋转A,B以A为中心顺时针旋转,C以B为中心顺时针旋转同时以自己中心高速逆时针旋转。
修改 onDrawFrame 代码如下:
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