OpenGL 对象不转换为旋转轴

Question

我在 2d 旋转中遇到问题。使用opengl绘制原语GL_LINES绘制三角形。

场景是我想使用E 和R 键来旋转这个三角形，并通过按up down left right 箭头键沿其旋转轴平移这个三角形。

但是现在三角形是旋转的，但不会沿着它的旋转轴平移。例如，简单来说，当用户按下向上箭头键时，我将对象旋转 90 度角，它不会将该三角形转换为 90 度角，它只是将其平移对象简单上下我被困在这个上面。
这是我的代码：

#include<iostream>
#include <cstdlib>
#include<GL\freeglut.h> 

using namespace std;    
float posX = 0.0f, posY = 0.0f, move_unit = 0.01f, angle = 0.0f;    
void init(void) {

    glClearColor(0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f);    
    glMatrixMode(GL_PROJECTION);
    glLoadIdentity();
    glOrtho(-1.0, 1.0, -1.0, 1.0, 1.0, -1.0);    
}

void drawFigure() {
    //LINES Make traingle
    glColor3f(1.0f, 1.0f, 0.0f);    
    glBegin(GL_LINES);    
    glVertex2f(0.1f, 0.0f);
    glVertex2f(-0.1f, 0.0f);
    glVertex2f(0.0f, 0.1f);
    glVertex2f(-0.1f, 0.0f);
    glVertex2f(0.0f, 0.1f);
    glVertex2f(0.1f, 0.0f);
    glColor3f(0.0f, 1.0f, 0.0f);
    glVertex2f(0.0f, 0.1f);
    glVertex2f(0.0f, 0.0f);    
    glEnd();    
}

void SpecialKeys(int key, int xpos, int ypos) {

    if (key == GLUT_KEY_UP) {    
        if (posY < 0.95f) {
            posY += move_unit;
        }
    }
    else if (key == GLUT_KEY_DOWN) {
        if (posY > -1.0f) {
            posY -= move_unit;
        }
    }
    else if (key == GLUT_KEY_RIGHT) {
        if (posX < 0.95f) {
            posX += move_unit;
        }

    }
    else if (key == GLUT_KEY_LEFT) {
        if (posX > -0.95f) {
            posX = posX - move_unit;
        }
    }
    glutPostRedisplay();
}


void KeysFun(unsigned char key, int xpos, int ypos) {
    if (key == 'e' || key == 'E') {
        angle++;
    }
    else if (key == 'r' || key == 'R') {
        angle--;
    }

    glutPostRedisplay();    
}


void display() {    
    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
    glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
    glLoadIdentity();

    glPushMatrix();
    glTranslatef(posX, posY, 0.0f); 
    glRotatef(angle, 0.0f, 0.0f, 1.0f);   
    drawFigure();    
    glPopMatrix();    

    glFlush();    
}

int main(int argc, char**argv) {
    glutInit(&argc, argv);
    glutInitWindowSize(600, 600);
    glutInitWindowPosition(450, 50);
    glutCreateWindow("C");
    init();
    glutDisplayFunc(display);
    glutSpecialFunc(&SpecialKeys);
    glutKeyboardFunc(&KeysFun);
    glutMainLoop();

    return EXIT_SUCCESS;
}

Answer 1

好的，我在阅读时误解了您的代码，但我在我的电脑上复制了它。

正如我在 cmets 中所说的，变换的常见顺序是您当前正在执行的 TRS（平移，然后是旋转，然后是缩放）。这样，您的对象将首先围绕原点缩放，然后围绕自身旋转，然后才被平移到另一个点。

我从您的问题中了解到的是，您希望对象围绕一个点旋转，而不是在屏幕参照中移动（向上总是向上等），而是希望它相对于它的新前向矢量移动，或者旋转轴。然后你必须将旋转放置在之前翻译。

rotate( angle, 0.0f, 0.0f, 1.0f );
translate( posX, posY, 0.0f );

现在对象应该围绕原点旋转并相对于当前旋转轴移动。另外，如果要绕另一个点旋转，还可以在旋转前添加另一个平移。

translate( centerX, centerY, 0.0f );
rotate( angle, 0.0f, 0.0f, 1.0f );
translate( posX, posY, 0.0f );

编辑： 这读作，将对象平移到点(posX, posY)，围绕中心点(centerX, centerY) 沿轴(0,0,1) 旋转对象。

编辑2： 如果 centerX 和 centerY 为(0,0)，即原点，则如下所示。三角形以(0,0) 为中心开始。

编辑3：

在 cmets 中，您需要更改输入。使用您在原始问题中的转换，即。旋转前的翻译。

// Let's assume we have a vector2 class that stores two floats
vector2 forward;
forward.x = sin( -_angle * DEG_TO_RADIANS );
forward.y = cos( -_angle * DEG_TO_RADIANS );

vector2 right;
right.x = forward.y;
right.y = -forward.x;

// Move one tenth of the length of the forward vector
float velocity = 0.1f;

if ( key == GLUT_KEY_UP ) {
    pos += forward * velocity;
}
else if ( key == GLUT_KEY_DOWN ) {
    pos -= forward * velocity;
}
else if ( key == GLUT_KEY_RIGHT ) {
    pos += right * velocity;
}
else if ( key == GLUT_KEY_UP ) {
    pos -= right * velocity;
}

当然，可以根据需要更改值。不要忘记三角函数采用弧度值。此外，由于您的对象默认朝上，因此使用角度 0 direction (0,1) 对应于传统数学中的角度 90，因此您必须相应地调整三角函数的参数。