OpenGL坐标是什么？忽略 OpenGL 窗口大小

Question

我刚开始尝试遵循简单的“绘制立方体”openGl tutorial。在最终战胜了让 OpenGL 工作之后，我仍然有非常糟糕的结果。我的问题是对象倾向于调整自己的大小以匹配窗口大小。相反，我希望窗口大小决定渲染区域 - 窗口越大，您看到的越多。

以下是调整大小的一些屏幕截图：
Normal size
Resized
图片故意保留为链接！

这种自动调整大小的行为带来了一个问题，OpenGL 中使用的坐标是什么。

Answer 1

首先要记住：OpenGL 是一个绘图 API。它不保留场景或类似的东西。

所以 OpenGL 所做的是将几何输入坐标以顶点属性的形式映射到屏幕空间。在旧的固定函数中，有一个特殊的顶点属性，称为“顶点位置”或简称“顶点”（实际顶点不仅仅是位置）。

通过三个步骤将位置转换为通常称为“屏幕”空间（但取决于视口的放置位置，也可能称为“窗口”或“视口）空间）：

1。转换为视图/眼睛空间：这是通过将顶点位置与模型视图矩阵相乘来完成的。

某些进一步的计算，例如照明计算是在视图空间中完成的。

2。转换为剪辑空间：将视图空间位置转换为剪辑空间。这通常称为投影，描述这种变换的矩阵恰当地称为投影矩阵

在剪辑空间中会发生一些特殊的事情，总结为剪辑，您不必担心。

3。在最后一步中，将剪裁的几何图形转换为标准化的设备坐标 (NDC)。 NDC 空间实际上是与视口的 1:1 映射，即 NDC 体积的限制直接对应于 glViewport 设置的视口的偏移量和尺寸。

您无法更改第 3 步的发生方式，第 1 步保留用于将内容转换为视图空间。所以任何调整都必须发生在第二步。

因此，您必须这样做：投影限制必须与视口范围成正比。比如这样

glViewport(0, 0, width, height);
glMatrixMode(GL_PROJECTION);
glLoadIdentity();
glOrtho(-width/2, width/2, -height/2, height/2, -1, 1);

哦，只是一般性说明：您也应该始终在绘图函数中设置视口和投影设置。如果您看到将这些语句放在窗口调整大小处理程序中的教程，请忽略它并在绘图代码中执行它。从长远来看，这确实简化了事情。

Answer 2

有趣的部分：

glMatrixMode( GL_PROJECTION );
glLoadIdentity();
double w = glutGet( GLUT_WINDOW_WIDTH ) / 300.0;
double h = glutGet( GLUT_WINDOW_HEIGHT ) / 300.0;
glOrtho( -1 * w, 1 * w, -1 * h, 1 * h, 10, -10);

glMatrixMode( GL_MODELVIEW );
glLoadIdentity(); 

在上下文中：

#include <GL/glut.h>

void display();
void specialKeys();

double rotate_y=0; 
double rotate_x=0;

void display(){
   //  Clear screen and Z-buffer
  glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT|GL_DEPTH_BUFFER_BIT);

  glMatrixMode( GL_PROJECTION );
  glLoadIdentity();
  double w = glutGet( GLUT_WINDOW_WIDTH ) / 300.0;
  double h = glutGet( GLUT_WINDOW_HEIGHT ) / 300.0;
  glOrtho( -1 * w, 1 * w, -1 * h, 1 * h, 10, -10);

  glMatrixMode( GL_MODELVIEW );
  glLoadIdentity(); 

  // Rotate when user changes rotate_x and rotate_y
  glRotatef( rotate_x, 1.0, 0.0, 0.0 );
  glRotatef( rotate_y, 0.0, 1.0, 0.0 );

  //Multi-colored side - FRONT
  glBegin(GL_POLYGON);

  glColor3f( 1.0, 0.0, 0.0 );     glVertex3f(  0.5, -0.5, -0.5 );      // P1 is red
  glColor3f( 0.0, 1.0, 0.0 );     glVertex3f(  0.5,  0.5, -0.5 );      // P2 is green
  glColor3f( 0.0, 0.0, 1.0 );     glVertex3f( -0.5,  0.5, -0.5 );      // P3 is blue
  glColor3f( 1.0, 0.0, 1.0 );     glVertex3f( -0.5, -0.5, -0.5 );      // P4 is purple

  glEnd();

  // White side - BACK
  glBegin(GL_POLYGON);
  glColor3f(   1.0,  1.0, 1.0 );
  glVertex3f(  0.5, -0.5, 0.5 );
  glVertex3f(  0.5,  0.5, 0.5 );
  glVertex3f( -0.5,  0.5, 0.5 );
  glVertex3f( -0.5, -0.5, 0.5 );
  glEnd();

  // Purple side - RIGHT
  glBegin(GL_POLYGON);
  glColor3f(  1.0,  0.0,  1.0 );
  glVertex3f( 0.5, -0.5, -0.5 );
  glVertex3f( 0.5,  0.5, -0.5 );
  glVertex3f( 0.5,  0.5,  0.5 );
  glVertex3f( 0.5, -0.5,  0.5 );
  glEnd();

  // Green side - LEFT
  glBegin(GL_POLYGON);
  glColor3f(   0.0,  1.0,  0.0 );
  glVertex3f( -0.5, -0.5,  0.5 );
  glVertex3f( -0.5,  0.5,  0.5 );
  glVertex3f( -0.5,  0.5, -0.5 );
  glVertex3f( -0.5, -0.5, -0.5 );
  glEnd();

  // Blue side - TOP
  glBegin(GL_POLYGON);
  glColor3f(   0.0,  0.0,  1.0 );
  glVertex3f(  0.5,  0.5,  0.5 );
  glVertex3f(  0.5,  0.5, -0.5 );
  glVertex3f( -0.5,  0.5, -0.5 );
  glVertex3f( -0.5,  0.5,  0.5 );
  glEnd();

  // Red side - BOTTOM
  glBegin(GL_POLYGON);
  glColor3f(   1.0,  0.0,  0.0 );
  glVertex3f(  0.5, -0.5, -0.5 );
  glVertex3f(  0.5, -0.5,  0.5 );
  glVertex3f( -0.5, -0.5,  0.5 );
  glVertex3f( -0.5, -0.5, -0.5 );
  glEnd();

  glFlush();
  glutSwapBuffers();
}

void specialKeys( int key, int x, int y ) {
   //  Right arrow - increase rotation by 5 degree
  if (key == GLUT_KEY_RIGHT)
    rotate_y += 5;

  //  Left arrow - decrease rotation by 5 degree
  else if (key == GLUT_KEY_LEFT)
    rotate_y -= 5;

  else if (key == GLUT_KEY_UP)
    rotate_x += 5;

  else if (key == GLUT_KEY_DOWN)
    rotate_x -= 5;

  //  Request display update
  glutPostRedisplay();
}

int main(int argc, char* argv[]){
  //  Initialize GLUT and process user parameters
  glutInit(&argc,argv);

  //  Request double buffered true color window with Z-buffer
  glutInitDisplayMode(GLUT_DOUBLE | GLUT_RGB | GLUT_DEPTH);

  // Create window
  glutCreateWindow("Awesome Cube");

  //  Enable Z-buffer depth test
  glEnable(GL_DEPTH_TEST);

  // Callback functions
  glutDisplayFunc(display);
  glutSpecialFunc(specialKeys);

  //  Pass control to GLUT for events
  glutMainLoop();

  //  Return to OS
  return 0;
}