opengl围绕固定轴旋转对象
嗨，我试图实施一个旋转和翻译opengl程序。 但是我得到这个问题，世界轴将随着我的对象（一个立方体）一起旋转。 这就像我首先沿着Z轴旋转立方体，它能正常工作，然后我中键点击鼠标并想要沿着原始的Y轴旋转立方体。 在我点击的时刻，立方体将停止沿Z轴旋转并开始沿着Y轴旋转。但事实证明，它将沿着“新的和不可见的”Y轴旋转。 我发现这是因为当我用glRotatef（）沿Z旋转立方体时，另外两个轴：X，Y也旋转。 我在旋转立方体时如何修复这些轴。 我知道glRotatef（）会将屏幕上的所有矩阵乘以一个旋转轴，所以我尝试在每次旋转中添加一个glLoadIdentity（），但它仍然不起作用。 任何人都可以给我解决方案？
代码在这里供参考：
#include <stdlib.h>
#include <GL/glut.h>
#include <iostream>
GLfloat vertices[8][3] =
{ { -1.0, -1.0, -1.0 }, { 1.0, -1.0, -1.0 },
{ 1.0, 1.0, -1.0 }, { -1.0, 1.0, -1.0 }, { -1.0, -1.0, 1.0 },
{ 1.0, -1.0, 1.0 }, { 1.0, 1.0, 1.0 }, { -1.0, 1.0, 1.0 } };
GLuint listName;
GLfloat theta[3] = { 0.0, 0.0, 0.0 };
GLint axis = 2;
GLfloat delta = 0.02;
GLint stop = 0;
GLfloat distance = 0;
void face(int a, int b, int c, int d)
{
glBegin(GL_POLYGON);
//glColor3fv(colors[a]);
glVertex3fv(vertices[a]);
//glColor3fv(colors[b]);
glVertex3fv(vertices[b]);
//glColor3fv(colors[c]);
glVertex3fv(vertices[c]);
//glColor3fv(colors[d]);
glVertex3fv(vertices[d]);
glEnd();
}
void cube(void)
{
glColor3f(1.0f,1.0f,1.0f);
face(0, 3, 2, 1);
face(2, 3, 7, 6);
face(0, 4, 7, 3);
face(1, 2, 6, 5);
face(4, 5, 6, 7);
face(0, 1, 5, 4);
glutWireCube(2.5f);
glutPostRedisplay();
}
void drawAxis(void){
// save previous matrix
glPushMatrix();
// clear matrix
glLoadIdentity();
// draw our axes
glRotatef(45.0, 1.0, 0.0, 0.0);
glRotatef(45.0, 0.0, -1.0, 0.0);
glBegin(GL_LINES);
// draw line for x axis
glColor3f(1.0, 0.0, 0.0);
glVertex3f(0.0, 0.0, 0.0);
glVertex3f(10.0, 0.0, 0.0);
// draw line for y axis
glColor3f(0.0, 1.0, 0.0);
glVertex3f(0.0, 0.0, 0.0);
glVertex3f(0.0, 10.0, 0.0);
// draw line for Z axis
glColor3f(0.0, 0.0, 1.0);
glVertex3f(0.0, 0.0, 0.0);
glVertex3f(0.0, 0.0, 10.0);
glEnd();
// load the previous matrix
glPopMatrix();
glutPostRedisplay();
}
void spinCube()
{
theta[axis] += delta;
if (theta[axis] > 360.0) theta[axis] -= 360.0;
glutPostRedisplay();
}
void display(void)
{
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
glLoadIdentity();
glRotatef(45.0, 1.0, 0.0, 0.0);
glRotatef(45.0, 0.0, -1.0, 0.0);
drawAxis();
glPushMatrix();
glRotatef(theta[0], 1.0, 0.0, 0.0);
glRotatef(theta[1], 0.0, 1.0, 0.0);
glRotatef(theta[2], 0.0, 0.0, 1.0);
glTranslatef(0.0, 0.0, distance + 2.0);
glCallList(listName);
glPopMatrix();
glutSwapBuffers();
}
void myReshape(int w, int h)
{
GLfloat aspect = (GLfloat) w / (GLfloat) h;
glViewport(0, 0, w, h);
glMatrixMode(GL_PROJECTION);
glLoadIdentity();
if (w <= h)
glOrtho(-10.0, 10.0, -10.0 / aspect, 10.0 / aspect, -50.0, 50.0);
else
glOrtho(-10.0*aspect, 10.0*aspect, -10.0, 10.0, -50.0, 50.0);
glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
}
void mouse(int btn, int state, int x, int y)
{
if (btn == GLUT_LEFT_BUTTON && state == GLUT_DOWN) { axis = 0;
}
if (btn == GLUT_MIDDLE_BUTTON && state == GLUT_DOWN) { axis = 1;
}
if (btn == GLUT_RIGHT_BUTTON && state == GLUT_DOWN) { axis = 2;
}
}
void keyboard(unsigned char key, int x, int y)
{
if (key == 'q' || key == 'Q') exit(0);
if (key == ' ') { stop = !stop; }
if (stop)
glutIdleFunc(NULL);
else
glutIdleFunc(spinCube);
}
int main(int argc, char** argv)
{
glutInit(&argc, argv);
glutInitDisplayMode(GLUT_DOUBLE | GLUT_DEPTH | GLUT_RGB);
glutInitWindowSize(600, 600);
glutCreateWindow("cube");
glutReshapeFunc(myReshape);
glutDisplayFunc(display);
glutIdleFunc(spinCube);
glutMouseFunc(mouse);
glutKeyboardFunc(keyboard);
//creating a display list:
listName = glGenLists(1);
glNewList(listName, GL_COMPILE);
cube();
glEndList();
glEnable(GL_DEPTH_TEST);
glutMainLoop();
return 0;
}
你之后可能会积累任意旋转。 这不能用欧拉角度来完成，该欧姆角度是万向锁定的。 角度旋转很常见，在大多数情况下，问题仅仅在于它们应用的顺序。我建议的第一件事是颠倒X / Y / Z旋转的顺序。
接下来，如果你想积累旋转，你真的想进入四元数。 这可以用矩阵完成，但很容易变得数值不稳定。 四元数可以规范化，解决了这个问题。
如果围绕X旋转，则第一次调用当然是glRotatef(a, 1, 0, 0); draw() glRotatef(a, 1, 0, 0); draw() 。 然后你想旋转对象及其当前围绕y旋转。 请注意，对象和当前旋转分组在这一思路中。 所以你glRotatef(b, 0, 1, 0); glRotatef(a, 1, 0, 0); draw(); glRotatef(b, 0, 1, 0); glRotatef(a, 1, 0, 0); draw(); 。 每次旋转时，都会将旋转添加到现有变换列表的后面。 如果您在前面添加，它会将对象转换为其本地空间而不是全局。 你可以做的是这个（具有虚构矩阵实现的近似伪代码）：
M = rotationMatrix(delta, axis==0?1:0, axis==1?1:0, axis==2?1:0) * M （注意rotation * M而不是M * rotation 。 glMultMatrixf(M.data) 问题是随着时间的推移浮点错误将会累积，矩阵将开始以奇怪的方式扭曲/缩放对象。 相反，你会想要一个四元数实现（又是近伪代码）：
Q = rotationQuaternion(delta, axis==0?1:0, axis==1?1:0, axis==2?1:0) * Q
Q.normalize()
...
glMultMatrixf(Q.toMatrix().data)