OpenGL/Glut 绘制金字塔 - 骨骼骨骼

Question

我想在 OpenGL 中绘制人体骨架（姿势估计项目），使用任何可能有用的工具包。 我已经有了一些简单的工作，用

绘制关节

glvertex3d // and/or 
glutWireSphere

还有骨头用

glBbegin(GL_Lines)
glvertex3d // coordinates of starting point
glvertex3d // coordinates of ending point
glEnd()

这看起来与下一张图片非常相似，但是这个骨骼描述并没有给出任何关于骨骼旋转的直觉。

我想要一些看起来更类似于下图的东西，骨骼被绘制成细长的金字塔。

Glut 似乎对此没有帮助。

glutWireCone // better than simple line, but still no intuition about rotation
glutWireTetrahedron // not really useful / parametrizable

是否有可用的工具或者这应该是自定义解决方案？

Answer 1

GLUT 对象将使用当前的 OpenGL 模型视图矩阵进行绘制。这可用于控制渲染对象的位置、旋转甚至缩放。使用圆锥体，您将首先平移（使用glTranslate()）到一个端点的位置，然后旋转（使用glRotate() 或glMultMatrix()）使您的圆锥体指向另一个端点。最后调用glutWireCone() 方法，使高度等于从一个端点到另一个端点的距离。

棘手的一点是找到glRotate() 参数。默认情况下，GLUT 将沿 Z 轴绘制圆锥体，因此您的旋转需要为将 Z 轴旋转到由终点减去起点定义的轴所需的任何旋转。 GLM 数学库对这类事情非常有用。它甚至有一个function

quat rotation(vec3 const & orig, vec3 const & dest)     

所以你可以这样做：

// these are filled in with your start and end points
glm::vec3 start, end; 
glm::vec3 direction = end - start;
glm::quat rotation = rotation(glm::vec3(0, 0, 1), direction);
glm::mat4 rotationMatrix = glm::mat4_cast(rotation);
glMultMatrixf(&rotationMatrix);

您可以通过将 glut 锥中的切片数指定为 3 来获得四面体效果。事实上，如果glutWireTetrahedron 没有按照glutWireCone 实现，我不会感到很惊讶

Answer 2

正如上面评论中提到的，Jherico 的回答确实帮助我解决了这个问题。

这个答案建立在他的帖子之上，只是为了让事情更完整，以供将来参考。

请找到 GLM 库here，它是一个只有头文件的库，所以您不需要构建它，只需链接到它并包含必要的头文件。它有一些很棒的工具，如下所示。

#define GLM_FORCE_RADIANS // for compatibility between GLM and OpenGL API legacy functions
#include <glm/glm.hpp>
#include <glm/gtc/type_ptr.hpp>    // for glm::mat4_cast // casting quaternion->mat4
#include <glm/gtx/quaternion.hpp>  // for glm::rotation
#include <glm/gtx/string_cast.hpp> // for glm::to_string
...
...
...
// _startBoneVec3 used below is Eigen::Vector3d
// _endddBoneVec3 used below is Eigen::Vector3d
...
...
...
//
// for JOINTS
//
glPushMatrix();
    glTranslated( _startBoneVec3(0),_startBoneVec3(1),_startBoneVec3(2) );
    glutWireSphere(1.0,30,30);
glPopMatrix();
...
...
//
// for BONES
//
glPushMatrix();
    float boneLength = ( _endddBoneVec3  - _startBoneVec3 ).norm();
    glTranslated(        _startBoneVec3(0),_startBoneVec3(1),_startBoneVec3(2) );
    glm::vec3 _glmStart( _startBoneVec3(0),_startBoneVec3(1),_startBoneVec3(2) );
    glm::vec3 _glmEnddd( _endddBoneVec3(0),_endddBoneVec3(1),_endddBoneVec3(2) );
    glm::vec3 _glmDirrr   = glm::normalize( _glmEnddd - _glmStart ); // super important to normalize!!!
    glm::quat _glmRotQuat = glm::rotation( glm::vec3(0,0,1),_glmDirrr); // calculates rotation quaternion between 2 normalized vectors
  //glm::mat4 _glmRotMat = glm::mat4_cast(_glmRotQuat); // quaternion -> mat4
    glm::mat4 _glmRotMat = glm::toMat4   (_glmRotQuat); // quaternion -> mat4
  //std::cout <<  glm::to_string(_glmDirrr) << std::endl;
    glMultMatrixf(glm::value_ptr(_glmRotMat));
    glutWireCone(4.2,boneLength,4,20); // cone with 4 slices = pyramid-like
glPopMatrix();

结果：