LearnOpenGL-P7 立方体三维空间坐标转换

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囧了吗

2024-11-05 06:36:55

在本系列文章的前一章节中,我们学习了如何在二维平面上移动、旋转和缩放图像。随着知识的积累,本章将深入探讨三维场景中立方体的绘制以及如何在三维空间中实现其移动、旋转。立方体作为三维图形的基本元素,其绘制与操作对于游戏开发、三维建模等领域具有重要价值。

首先,我们需要了解如何将二维矩形图像转换为三维空间中的矩形图像。这一过程涉及了坐标系统的转换,具体包括以下步骤:定义对象基于局部坐标系上的坐标位置向量;将对象坐标位置向量乘以“模型转换矩阵”,得到对象在世界坐标系上的位置向量;确定相机位置,通过“观察矩阵”得到对象在相机观察空间上的位置向量;选择投影方法,通过“投影矩阵”得到裁剪空间中的位置向量;最后,通过“视口变换”将坐标向量转换到屏幕空间中进行输出。在顶点着色器中设置模型矩阵、观察矩阵和投影矩阵,计算点坐标向量,确保矩阵运算的正确顺序。

接着,我们将学习如何在三维空间中绘制一个立方体,并实现其旋转。通过设置立方体的局部坐标位置以及纹理坐标,我们能够生成立方体的顶点数据。在渲染循环中,我们可以通过调整模型矩阵中的旋转角度来控制立方体的旋转速度。为了确保立方体前后关系的正确性,我们需要开启OpenGL的深度测试开关,并在每次渲染循环开始时清空深度缓冲。通过调整模型矩阵中的旋转轴信息,还可以使立方体绕不同方向旋转。

最后,为了实现多个立方体的绘制以及自转,我们可以通过设定不同位置的移动向量数组。在渲染循环中,我们生成投影矩阵和观察矩阵,并将它们传入着色器程序。通过循环绘制多个立方体,同时分别调整每个立方体的位置和旋转,可以创建一个包含多个立方体、以不同速率自转的三维场景。这一技术在游戏开发、虚拟现实等领域具有广泛的应用。