視圖變換，是指變換照相機的位置，角度。
模型變換，是指變換被照物體的位置，角度。

這兩個變換，都會影響最終圖形中，物體的位置，角度。而這兩個變換，可以達到相同的效果。比如，你想要一個倒著的水杯圖形，可以把你自己倒立，這樣看到的水杯就是倒立的了。或者把水杯倒立，自己直立，也能看到倒立的水杯。

如圖所示，這兩種變換，可以看做達到目的的不同途徑。甚至可以同時使用視圖變換和模型變換，只要最終拿到了我們想要的圖像就可以了。至于使用的是視圖變換，還是模型變換，看我們理解問題的角度。

3.2.1 對變換進行思考

變換順序，對最終的結(jié)果影響很大。
看下面的例子：

圖中有兩個操作，旋轉(zhuǎn)和移動。一個是沿原點繞z軸逆時針旋轉(zhuǎn)45度，另一個是沿x軸向下平移。左圖中，是先旋轉(zhuǎn)，再移動，物體最終在x軸上。右圖中，是先移動，再旋轉(zhuǎn)，物體最終在x=y軸上。變換順序不同，導(dǎo)致物體最終位置不同，這就是變換順序的影響。

變換順序，在OpenGL中的具體實現(xiàn)。
在OpenGL中，所有的變換，都是通過矩陣來實現(xiàn)的。一個矩陣，表示一個或多個變換。模型視圖變換，是通過模型視圖矩陣來實現(xiàn)的。由于這個矩陣經(jīng)常變換，需要進行管理，OpenGL中是通過矩陣堆棧來對矩陣進行管理的。

當前模型視圖矩陣如果用C來表示，在當前模型視圖基礎(chǔ)上，進行一個變換，這個變換使用的矩陣為M。那么一個頂點v的變換之后的坐標為CMv。也就是說，M變換先作用于頂點v，然后再是當前模型視圖矩陣C。

看下面的例子：

glMatrixMode(GL_MODELVIEW); glLoadIndentity(); glMultMatrixf(N); //變換N glMultMatrixf(M); //變換M glMultMatrixf(L); //變換L glBegin(GL_POINTS); glVertex3f(v); glEnd(); ?

這段代碼中，模型視圖矩陣按順序分別包含了I， N, NM，最后是NML，其中I表示單位矩陣。經(jīng)過變換的頂點是NMLv。因此，頂點變換就是N（M(Lv)）,也就是說，v首先與L相乘，Lv再與M相乘，MLv再與N相乘，而不是按它們指定的順序出現(xiàn)的。

全局固定坐標系

圖3-4中，左圖中的先旋轉(zhuǎn)，再平移，代碼實現(xiàn)如下：

glMatrixMode(GL_MODELVIEW); glLoadIdentity(); glMultMatrixf(T); //平移 glMultMatrixf(R); //旋轉(zhuǎn) draw_the_object();

只要記住一點，物體的變換順序，和矩陣的出現(xiàn)順序，正好相反。

局部移動坐標系統(tǒng)

這個通常用于模型的關(guān)節(jié)控制。比如機器人手臂。比如畫汽車輪子上的螺釘，這個螺釘?shù)奈恢?#xff0c;相對于汽車輪子，這個輪子上建立的坐標系，叫局部移動坐標系。而輪子的位置，又是相對于汽車本身，最后，汽車本身，是在全局坐標系中指定。

3.2.2 模型變換

模型變換，主要涉及三個函數(shù)，移動、旋轉(zhuǎn)、縮放。有了這三個函數(shù)的組合，我們可以進行任意變換。

void glTranslate{fd}(TYPE x, TYPE y, TYPE z); void glRotate{fd}(TYPE angle, TYPE x, TYPE y, TYPE z); void glScale{fd}(TYPE x, TYPE y, TYPE z); 這三個函數(shù)，之前接觸過。glTranslate，進行平移，平移的偏移量，由(x, y, z)指定。 glRotate，旋轉(zhuǎn)，以逆時針方向繞著從原點到點(x, y, z)的直線旋轉(zhuǎn)角度angle。glScale，按照一定比列進行縮放，比例在x軸,y軸，z軸方向上的量是(x, y, z)。

3.2.3 視圖變換

視圖變換，相關(guān)的三個函數(shù)是glTranslate，glRotate和gluLookAt函數(shù)。

這個glTranslate和glRotate在模型變換中，我們已經(jīng)見過了。怎么模型變換和視圖變換，使用的是同樣的函數(shù)呢？因為變換是相對的。 比如，讓模型和照相機距離5個單位長度，假設(shè)模型和照相機放在一起。我們可以將物體向前移動5個單位長度，也可以將照相機向后移動5個單位長度。所以，視 圖變換，也是使用glTranslate和glRotate。只是這個參數(shù)的含義相反罷了。
比如

glTranslatef(0.0, 0.0, -5.0);

這個函數(shù)在場景中把物體沿z軸移動-5個單位，相當于把照相機沿z軸移動+5個單位。

使用工具函數(shù)gluLookAt()

void gluLookAt(GLdouble eyex, GLdouble eyey, GLdouble eyez,GLdouble centerx, GLdouble centery, GLdouble centerz,GLdouble upx, GLdouble upy, GLdouble upz); 定義一個視圖矩陣，并把它與當前矩陣進行右乘。目標觀察點eyex, eyey, eyez。centerx, centery和centerz參數(shù)指定了視線上的任意一點。upx,upy和upz參數(shù)表示哪個方向是朝上的（也就是說，在視景體中自底向上的方向）。

默認情況下，照相機位于原點，指向z軸的負方向，以y軸的正方向為朝上方向。相當于調(diào)用：

gluLookAt(0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, -100.0, 0.0, 1.0, 0.0); 參考點的z值是-100.0， 但它也可以是任意的負值，因為它不會影響視線的方向。

下面是使用gluLookAt的一個例子。

gluLookAt(4.0, 2.0, 1.0, 2.0, 4.0, -3.0, 2.0, 2.0, -1.0);

這個函數(shù)，將攝像機移動到了(4.0, 2.0, 1.0)這個點，攝像機朝向(2.0, 4.0, -3.0)方向，攝像機向上的方向為(2.0, 2.0, -1.0)。

強烈推薦，理解這幾個函數(shù)(glTranslate, glRotate, gluLookAt)，使用Nate Robin的教程。網(wǎng)上有下的。

創(chuàng)建自定義的工具函數(shù)

創(chuàng)建自定義的函數(shù)，其實就是在自己的函數(shù)中，調(diào)用glTranslate和glRotate這兩個函數(shù)。
要創(chuàng)建自定義的工具函數(shù)，主要是弄清楚兩個東西：一個是參數(shù)是相對于哪個坐標系的，第二個就是照相機的變換順序，與glTranslate,glRotate出現(xiàn)的順序相同。

比如編寫一個飛機模擬器，并且以飛機的駕駛員座位觀察點顯示飛機外面的景象。我們可以用一個圓點位于跑道上的坐標系統(tǒng)來描述整個場景，飛機相對于坐 標(x, y, z)。然后，假設(shè)飛機還有傾側(cè)角、螺旋角和航向改變角（這些都是飛機相對于它的重心的旋轉(zhuǎn)角度）。下面這個函數(shù)可以作用視圖變換函數(shù)使用。

void pilotView(GLdouble planex, GLdouble planey, GLdouble planez, GLdouble roll, GLdouble pitch, GLdouble heading) {glRotated(roll, 0.0, 0.0, 1.0); glRotated(pitch, 0.0, 1.0, 0.0); glRotated(heading, 1.0, 0.0, 0.0); glTranslated(-planex, -planey, -planez); } 這個其實很好理解，因為這個roll, pitch, heading，都是相對于飛機的。而飛機，就是我們的相機。所以，先將飛機旋轉(zhuǎn)到一定角度，然后移動到點(planex, planey, planez)上面。因為這個planex, planey, planez是相對于機場跑道的坐標系，而我們移動的飛機相當于相機，所以都要取負號。 創(chuàng)作挑戰(zhàn)賽新人創(chuàng)作獎勵來咯，堅持創(chuàng)作打卡瓜分現(xiàn)金大獎

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的视图和模型变换的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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