OpenGL坐标转换总结

前面整理过一个，不过后来感觉不是很对，这里重新写一下。先解释一下这个问题，在OpenGL编程中，经常会需要与用户的交互，比如对视图进行指定点旋转，获取模型坐标点等。而这些操作最方便的就是通过鼠标进行操作，但鼠标只能获得屏幕坐标，那么如何转换到OpenGL世界坐标就成了一个亟待解决的问题。

一、理论基础

主要需要的是一些OpenGL观察流程相关知识，但也不是十分必要，大致了解即可。

二、屏幕坐标转换成世界坐标

// 数据结构 struct Point3D {     double x;     double y;     double z; }; // 函数体 Point3D CMultiViewerView::WinToGL(CPoint winpt) {     Point3D glpt;     GLint viewport[4];        GLdouble modelview[16];        GLdouble projection[16];        GLfloat winX, winY, winZ;        GLdouble posX, posY, posZ;     GLdouble last_posX, last_posY, last_posZ;     GetGLContext();     glMatrixMode(GL_MODELVIEW);     glLoadIdentity();     glPushMatrix();         //缩放、平移、旋转等变换(不要加这些！！)     // glMultMatrixf(m_mv);     glGetIntegerv(GL_VIEWPORT, viewport); // 得到的是最后一个设置视口的参数       glGetDoublev(GL_MODELVIEW_MATRIX, modelview);        glGetDoublev(GL_PROJECTION_MATRIX, projection);        glPopMatrix();        winX = winpt.x;        winY = viewport[3] - (float)winpt.y;        glReadPixels((int)winX, (int)winY, 1, 1, GL_DEPTH_COMPONENT, GL_FLOAT, &winZ);        gluUnProject(winX, winY, winZ, modelview, projection, viewport, &posX, &posY, &posZ);     glpt.x = posX;     glpt.y = posY;     glpt.z = posZ;     return glpt; }

上面的函数的输入参数CPoint winpt可以由MFC的鼠标消息响应函数直接得到，当然，用其他语言应该也有相应的方法得到。

注意，网上有人认为需要增加视图已经做过的变换，个人认为不是很必要，因为modelview包含了需要的一切信息。

上面函数的关键语句是

 gluUnProject(winX, winY, winZ, modelview, projection, viewport, &posX, &posY, &posZ);

这就是通过模型变换矩阵，投影矩阵，视口矩阵，由窗口坐标得到GL世界坐标的方法。

三、世界坐标转换成屏幕坐标

语句类似，关键几句为

glPushMatrix(); glGetDoublev(GL_MODELVIEW_MATRIX, modelview);    // 视图矩阵 glGetDoublev(GL_PROJECTION_MATRIX, projection); // 投影矩阵 glGetIntegerv(GL_VIEWPORT, viewport);            // 视口 glPopMatrix(); gluProject(    (GLdouble) x,         (GLdouble) y,         (GLdouble) z,         modelview,         projection,         viewport,         &posX,         &posY,         &posZ);

四、计算固定点经过模型变换后坐标

这也是一个常见的问题，这并不需要什么特别的函数，只要将modelview乘以固定点的齐次坐标即可，对于三维空间中的点，其齐次坐标为[x, y, z, 1]，另外前面说过，modelvew是一个16个元素的数组，就是一个列序的4x4矩阵，因此正好可以进行矩阵相乘。

struct Point3D {     double x;     double y;     double z; }; glGetFloatv( GL_MODELVIEW_MATRIX, m_mv); Point3D CMecViewerView::TransPoint(Point3D centerpt) {     Point3D transedpt;     transedpt.x = m_mv[0]*centerpt.x + m_mv[4]*centerpt.y + m_mv[8]*centerpt.z + m_mv[12]*1;     transedpt.y = m_mv[0+1]*centerpt.x + m_mv[4+1]*centerpt.y + m_mv[8+1]*centerpt.z + m_mv[12+1]*1;     transedpt.z = m_mv[0+2]*centerpt.x + m_mv[4+2]*centerpt.y + m_mv[8+2]*centerpt.z + m_mv[12+2]*1;     return transedpt; }

上面的m_mv获取是用

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[cpp] view
plain copy

GLint    viewport[4];   

 GLdouble modelview[16];   

 GLdouble projection[16];   

 GLfloat  winX, winY, winZ;   

 GLdouble posX, posY, posZ;   

  

 glPushMatrix();  

   

 // 变换要绘图函数里的顺序一样，否则坐标转换会产生错误  

 glScalef(m_srtMatrix[0], m_srtMatrix[1], m_srtMatrix[2]); // 缩放、平移、旋转变换  

 glRotatef(m_srtMatrix[3], 1.0f, 0.0f, 0.0f);  

 glRotatef(m_srtMatrix[4], 0.0f, 1.0f, 0.0f);  

 glRotatef(m_srtMatrix[5], 0.0f, 0.0f, 1.0f);  

 glTranslatef(m_srtMatrix[6], m_srtMatrix[7], m_srtMatrix[8]);  

  

  

 glGetIntegerv(GL_VIEWPORT, viewport); // 得到的是最后一个设置视口的参数  

 glGetDoublev(GL_MODELVIEW_MATRIX, modelview);   

 glGetDoublev(GL_PROJECTION_MATRIX, projection);   

  

 glPopMatrix();  

  

 winX = x;   

 winY = screenHeight - y;  

 glReadPixels((int)winX, (int)winY, 1, 1, GL_DEPTH_COMPONENT, GL_FLOAT, &winZ);   

 gluUnProject(winX, winY, winZ, modelview, projection, viewport, &posX, &posY, &posZ）;  

http://www.opengl.org/sdk/docs/man/xhtml/gluUnProject.xml  gluUnProject()

http://www.opengl.org/sdk/docs/man/xhtml/gluProject.xml  gluProject()

http://blog.csdn.net/abcdef8c/article/details/6716737   屏幕坐标到opengl世界坐标转换