Opengl---gluLookAt函数详解
2014-12-28 15:33
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下面的一段摘自百度百科:
视点转换
函数原型
void gluLookAt(GLdouble eyex,GLdouble eyey,GLdouble eyez,GLdouble centerx,GLdouble centery,GLdouble centerz,GLdouble upx,GLdouble upy,GLdouble upz);
该函数定义一个视图矩阵,并与当前矩阵相乘。
第一组eyex, eyey,eyez 相机在世界坐标的位置
第二组centerx,centery,centerz 相机镜头对准的物体在世界坐标的位置
第三组upx,upy,upz 相机向上的方向在世界坐标中的方向
你把相机想象成为你自己的脑袋:
第一组数据就是脑袋的位置
第二组数据就是眼睛看的物体的位置
第三组就是头顶朝向的方向(因为你可以歪着头看同一个物体)。
一、上面的display()函数中:gluLookAt(0.0,0.0,5.0, 0.0,0.0,0.0, 0.0,1.0,0.0); 相当于我们的脑袋位置在(0.0,0.0,5.0)处,眼睛望向(0.0,0.0,0.0),即原点。后面的三个参数(0.0,1.0,0.0),y轴为1,其余为0,表示脑袋朝上,就是正常的情况。看到的情况如下图:
![](http://img.my.csdn.net/uploads/201304/06/1365245844_7068.gif)
壶嘴在右,壶柄在坐,壶底在下,壶盖在上。
二、若将gluLookAt的后三个参数设置为(0.0,-1.0,0.0),即y轴为-1,其余为0。这样表示脑袋向下,即人眼倒着看,看到的效果如下图:
![](http://img.my.csdn.net/uploads/201304/06/1365246094_2782.gif)
三、再次修改gluLookAt的后三个参数为(1.0,0.0,0.0);x轴为1,其余为0.即人的脑袋像右歪90度来看,即顺时针转90度(换个角度思考就是壶逆时针转90度),猜想看到的结果应该是壶嘴在上,壶盖在右,壶底在左,壶柄在下。如下图:
![](http://img.my.csdn.net/uploads/201304/06/1365246423_8043.gif)
其余情况依次类推。再次重述gluLookAt的参数,前三个参数表示的是脑袋的位置,中间三个参数是人眼的朝向,后三个位置表示的是脑袋朝向的方向。
如果并没有调用gluLookAt(),那么照相机就被设置为默认的位置和方向。在默认情况下,照相机位于原点,指向z轴的负方向,朝上向量为(0,1,0)。
可以修改原来的代码。把视图变换函数gluLookAt()函数,改为模型变换函数glTranslatef(),并使用参数(0.0,0.0,-5.0)。这个函数的效果和使用gluLookAt()函数的效果是完全相同的,原因:
gluLookAt()函数是通过移动照相机(使用试图变换)来观察这个立方体,而glTranslatef()函数是通过移动茶壶(使用模型变换)。
Direct3D中把模型矩阵(在Direct3D中称为世界矩阵)与视图矩阵分开了,而在OpenGL里面把它们先相乘,称为模型视图矩阵。
搞清楚OpenGL中的坐标系之间的变换,它们如下: 本地坐标系-->世界坐标系-->眼坐标系-->裁剪坐标系 一般gluLookAt()用于从世界坐标系到眼坐标系的转换,但是由于OpenGL里面模型视图矩阵直接将本地坐标系转换为眼坐标系,所以gluLookAt()应该被用来设置模型视图矩阵,但是有一点得注意了: gluLookAt()的调用应该在场景绘制初glLoadIdentity()函数调用之后,在所有的glTranslate*()、glRotate*()、glScale*()函数调用之前调用,且只调用一次,类似代码如下:
glMatrixMode(GL_MODELVIEW); glLoadIdentity(); gluLookAt(...); //这里最好先调用glPushMatrix() //下面就可以任意调用glTranslate*(),glRotate*(),glScale*()等函数了,注意如果再次调用了glLoadIdentity(),则需要重新调用gluLookAt() //也就是说,如果让gluLookAt()函数调用达到想要的效果的话,gluLookAt()设置的矩阵一定是模型视图矩阵所乘的第一个矩阵,且最多乘一次
另外我觉得调用glLookAt(有视野的上方向)这个函数虽然改变了当前的矩阵,但是却不会对模型坐标产生影响;对glTranslate改变当前矩阵的同时,也会改变模型坐标,所以这也在另一个方面说明了这2个函数的效果是不同的!
总结
1:gluLookAt()是用于模型视图矩阵的,有时使用该函数,可能无效果,看看是否在渲染函数中设置了glLoadIdentity(),以及看看是否 当前设置的是模型视图矩阵,即看看是否有了glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
2:若需要重新设置投影矩阵,模型视图矩阵等,需要依次调用reshape中的函数,即:
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);
3.
来自百度百科的说明:
通常,视点转换操作在模型转换操作之后发出,以便模型转换先对物体发生作用。场景中物体的顶点经过模型转换之后移动到所希望的位置,然后再对场景进行视点定位等操作。模型转换和视点转换共同构成模型视景矩阵。
gluLookAt可以在投影变换之后或模型变换后调用。因为投影变换是设置视景体的大小和形状,gluLookAt即设置视景体在世界坐标的位置和方向来观察物体,所以只要gluLookAt在视景体设置完成后调用即可,与变换模式无关。
gluPerspective函数是对投影矩阵进行变换(GL_PROJECTION),这一点一定要搞清楚。在实际应用时,可以用gluPerspective函数设置近平面、远平面。
转载来源:http://blog.csdn.net/ivan_ljf/article/details/8764737#
视点转换
函数原型
void gluLookAt(GLdouble eyex,GLdouble eyey,GLdouble eyez,GLdouble centerx,GLdouble centery,GLdouble centerz,GLdouble upx,GLdouble upy,GLdouble upz);
该函数定义一个视图矩阵,并与当前矩阵相乘。
第一组eyex, eyey,eyez 相机在世界坐标的位置
第二组centerx,centery,centerz 相机镜头对准的物体在世界坐标的位置
第三组upx,upy,upz 相机向上的方向在世界坐标中的方向
你把相机想象成为你自己的脑袋:
第一组数据就是脑袋的位置
第二组数据就是眼睛看的物体的位置
第三组就是头顶朝向的方向(因为你可以歪着头看同一个物体)。
#include <gl/glut.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); //画笔白色 glLoadIdentity(); //加载单位矩阵,等价于重置模型视图矩阵,其功能是用一个4×4的单位矩阵来替换当前矩阵 gluLookAt(0.0,0.0,5.0, 0.0,0.0,0.0, 0.0,1.0,0.0); //会产生一个视图矩阵A,使得当前矩阵乘以矩阵A //glTranslatef( 0.0, 0.0, -5.0 ); //与上面的gluLookAt等价,会产生一个模型矩阵 glutWireTeapot(2); glutSwapBuffers(); } void reshape (int w, int h) //必须要设置视口,设置投影矩阵,模型观察矩阵 { glViewport (0, 0, (GLsizei) w, (GLsizei) h); glMatrixMode (GL_PROJECTION); glLoadIdentity (); //设置单位矩阵,会重置投影矩阵 gluPerspective(60.0, (GLfloat) w/(GLfloat) h, 1.0, 20.0); //产生一个投影矩阵 gluPerspective的是创建一个投影矩阵并且与当前矩阵相乘 glMatrixMode(GL_MODELVIEW); //设置模型视图矩阵,glMatrixMode(GL_MODELVIEW);表示后面产生的矩阵E是用来设置模型视图矩阵C,即C=C*E glLoadIdentity(); //重置模型视图矩阵B,其功能是用一个4×4的单位矩阵来替换当前矩阵 其功能是用一个单位矩阵来替换当前矩阵 gluLookAt (0.0, 0.0, 5.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 1.0, 0.0); //会产生一个视图矩阵C,使得B=B*C } 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); //没有这句不会显示茶壶,窗口显示时会调用reshape函数 glutMainLoop(); return 0; }
一、上面的display()函数中:gluLookAt(0.0,0.0,5.0, 0.0,0.0,0.0, 0.0,1.0,0.0); 相当于我们的脑袋位置在(0.0,0.0,5.0)处,眼睛望向(0.0,0.0,0.0),即原点。后面的三个参数(0.0,1.0,0.0),y轴为1,其余为0,表示脑袋朝上,就是正常的情况。看到的情况如下图:
![](http://img.my.csdn.net/uploads/201304/06/1365245844_7068.gif)
壶嘴在右,壶柄在坐,壶底在下,壶盖在上。
二、若将gluLookAt的后三个参数设置为(0.0,-1.0,0.0),即y轴为-1,其余为0。这样表示脑袋向下,即人眼倒着看,看到的效果如下图:
![](http://img.my.csdn.net/uploads/201304/06/1365246094_2782.gif)
三、再次修改gluLookAt的后三个参数为(1.0,0.0,0.0);x轴为1,其余为0.即人的脑袋像右歪90度来看,即顺时针转90度(换个角度思考就是壶逆时针转90度),猜想看到的结果应该是壶嘴在上,壶盖在右,壶底在左,壶柄在下。如下图:
![](http://img.my.csdn.net/uploads/201304/06/1365246423_8043.gif)
其余情况依次类推。再次重述gluLookAt的参数,前三个参数表示的是脑袋的位置,中间三个参数是人眼的朝向,后三个位置表示的是脑袋朝向的方向。
如果并没有调用gluLookAt(),那么照相机就被设置为默认的位置和方向。在默认情况下,照相机位于原点,指向z轴的负方向,朝上向量为(0,1,0)。
可以修改原来的代码。把视图变换函数gluLookAt()函数,改为模型变换函数glTranslatef(),并使用参数(0.0,0.0,-5.0)。这个函数的效果和使用gluLookAt()函数的效果是完全相同的,原因:
gluLookAt()函数是通过移动照相机(使用试图变换)来观察这个立方体,而glTranslatef()函数是通过移动茶壶(使用模型变换)。
Direct3D中把模型矩阵(在Direct3D中称为世界矩阵)与视图矩阵分开了,而在OpenGL里面把它们先相乘,称为模型视图矩阵。
搞清楚OpenGL中的坐标系之间的变换,它们如下: 本地坐标系-->世界坐标系-->眼坐标系-->裁剪坐标系 一般gluLookAt()用于从世界坐标系到眼坐标系的转换,但是由于OpenGL里面模型视图矩阵直接将本地坐标系转换为眼坐标系,所以gluLookAt()应该被用来设置模型视图矩阵,但是有一点得注意了: gluLookAt()的调用应该在场景绘制初glLoadIdentity()函数调用之后,在所有的glTranslate*()、glRotate*()、glScale*()函数调用之前调用,且只调用一次,类似代码如下:
glMatrixMode(GL_MODELVIEW); glLoadIdentity(); gluLookAt(...); //这里最好先调用glPushMatrix() //下面就可以任意调用glTranslate*(),glRotate*(),glScale*()等函数了,注意如果再次调用了glLoadIdentity(),则需要重新调用gluLookAt() //也就是说,如果让gluLookAt()函数调用达到想要的效果的话,gluLookAt()设置的矩阵一定是模型视图矩阵所乘的第一个矩阵,且最多乘一次
另外我觉得调用glLookAt(有视野的上方向)这个函数虽然改变了当前的矩阵,但是却不会对模型坐标产生影响;对glTranslate改变当前矩阵的同时,也会改变模型坐标,所以这也在另一个方面说明了这2个函数的效果是不同的!
总结
1:gluLookAt()是用于模型视图矩阵的,有时使用该函数,可能无效果,看看是否在渲染函数中设置了glLoadIdentity(),以及看看是否 当前设置的是模型视图矩阵,即看看是否有了glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
2:若需要重新设置投影矩阵,模型视图矩阵等,需要依次调用reshape中的函数,即:
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);
3.
来自百度百科的说明:
通常,视点转换操作在模型转换操作之后发出,以便模型转换先对物体发生作用。场景中物体的顶点经过模型转换之后移动到所希望的位置,然后再对场景进行视点定位等操作。模型转换和视点转换共同构成模型视景矩阵。
gluLookAt可以在投影变换之后或模型变换后调用。因为投影变换是设置视景体的大小和形状,gluLookAt即设置视景体在世界坐标的位置和方向来观察物体,所以只要gluLookAt在视景体设置完成后调用即可,与变换模式无关。
gluPerspective函数是对投影矩阵进行变换(GL_PROJECTION),这一点一定要搞清楚。在实际应用时,可以用gluPerspective函数设置近平面、远平面。
转载来源:http://blog.csdn.net/ivan_ljf/article/details/8764737#
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