【问题标题】:Can't rotate object around its own center on mouse click OpenGL无法在鼠标单击OpenGL时围绕自己的中心旋转对象
【发布时间】:2019-10-30 07:44:03
【问题描述】:

我成功地旋转了我的对象,但我需要右键单击该对象以停止其旋转。我不知道如何使对象围绕其中心旋转然后停止,我将附上代码以查看此形状到底发生了什么。我认为问题在于spinDisplay() 函数......问题是我需要在鼠标左键单击时围绕其中心旋转,在鼠标右键单击时我应该更改对象的颜色......

#include <stdlib.h>
#include <math.h>
#include "dependente\freeglut\freeglut.h"
#include "dependente\glfw\glfw3.h"
#include <stdio.h> //incluziuni librarii

float ORG[3] = { 0,0,0 };
static GLfloat spin = 0.0;
GLfloat viewangle = 0, tippangle = 0, traj[120][3]; //variabila pentru unghi camera

GLfloat d[3] = { 0.1, 0.1, 0.1 }; //vector directie

GLfloat  xAngle = 0.0, yAngle = 0.0, zAngle = 0.0;
bool draw_triangle = false; //variabila desenat figuri 
bool draw_square = false;
bool draw_decagon = false;


void Triangle(void) //draw the triangle shape
{
    glBegin(GL_TRIANGLE_FAN);//triangles have a common vertex, which is the central vertex
    glColor3f(1.0f, 0.0f, 0.0f); glVertex3f(0.0f, 1.0f, 0.0f);   //V0(red)
    glColor3f(0.0f, 1.0f, 0.0f); glVertex3f(-1.0f, -1.0f, 1.0f);   //V1(green)
    glColor3f(0.0f, 0.0f, 1.0f); glVertex3f(1.0f, -1.0f, 1.0f);   //V2(blue)
    glEnd();
}
void Square(void) {
    glBegin(GL_QUADS);
    glVertex2f(-1.0f, 1.0f); // top left
    glVertex2f(1.0f, 1.0f); // top right 
    glVertex2f(1.0f, -1.0f); // bottom right
    glVertex2f(-1.0f, -1.0f); // bottom left
    glEnd();
}
void Decagon(void) //draw the decagon shape
{
    glBegin(GL_POLYGON);
                glColor3f(0.0f, 0.0f, 1.0f);
                glVertex3f(0.72f,0.8f, 0.0f); //a1
                glVertex3f(0.52f,   0.8f,0.0f);  //z
                glVertex3f(0.35f,   0.64f, 0.0f); //b1
                glVertex3f(0.3f,   0.48f, 0.0f); //d1
                glVertex3f(0.35f,   0.3f, 0.0f); //e1
                glVertex3f(0.52f, 0.16f, 0.0f); //l1
                glVertex3f(0.72f, 0.16f, 0.0f); //m1
                glVertex3f(0.9f, 0.3f, 0.0f); //o1
                glVertex3f(0.95f, 0.48f, 0.0f); //p1
                glVertex3f(0.9f, 0.64f, 0.0f); //c1
                glScalef(10, 10, 10);
                glTranslatef(1, 2, 3);
    glEnd();
}

void Keyboard(unsigned char key, int x, int y) //press a key to perform actions
{
    switch (key) {

    case 'd': d[0] += 0.1;  break; //camera right
    case 'a': d[0] -= 0.1;  break; //camera left
    case 'w': d[1] += 0.1;  break; //camera up 
    case 's': d[1] -= 0.1;  break; //camera down 
    case 'm': d[2] += 0.1;  break; //magnify
    case 'n': d[2] -= 0.1;  break; //minify
    case 't': draw_triangle = true; draw_decagon = false;   break; //draw pyramid when key is pressed
    case 'q': draw_square = true; draw_decagon = false; draw_triangle = false; break; //draw cube when key is pressed
    case 'l': draw_decagon = true; draw_triangle = false; draw_square = false; break; //draw prism when key is pressed

    case 'x': xAngle += 5;  break; //modify x axis angle
    case 'y': yAngle += 5;  break; //modify y axis angle
    case 'z': zAngle += 5;  break;  //modify z axis angle

    default: printf("   Keyboard %c == %d", key, key); //see what key it's pressed
    }

    glutPostRedisplay();
}

void spinDisplay() //here it's the problematic function
{
    spin = spin + 0.1;
    if (spin > 360.0)
    {
        spin = 0.0;
    }
    glutPostRedisplay();
}
void mouse(int buton, int state, int x, int y)
{
    switch (buton) {
    case GLUT_LEFT_BUTTON:
        if (state == GLUT_DOWN)
            glutIdleFunc(spinDisplay);
        break;
    case GLUT_RIGHT_BUTTON: //here I don't know how to change the color of the shape
        glutIdleFunc(NULL);
    default:glutIdleFunc(NULL);

        break;
    }
}
void redraw(void)
{

    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
    glEnable(GL_DEPTH_TEST);

    glLoadIdentity();

    glTranslatef(0, 0, -3);
    glRotatef(tippangle, 1, 0, 0);  // Up and down arrow keys 'tip' view.
    glRotatef(viewangle, 0, 1, 0);  // Right/left arrow keys 'turn' view.

    glDisable(GL_LIGHTING);


    glPushMatrix();
    glTranslatef(d[0], d[1], d[2]);    // Move box down X axis.
    glScalef(0.7f, 0.7f, 0.7f); //increase the object size
    glRotatef(zAngle, 0, 0, 1);
    glRotatef(yAngle, 0, 1, 0);
    glRotatef(xAngle, 1, 0, 0);
    glRotatef(spin, 0.0, 0.0, 1.0);

    if (draw_triangle)
        Triangle();

    if (draw_decagon)
        Decagon();
    if (draw_square)
        Square();

    glPopMatrix();

    glutSwapBuffers();
}

int main(int argc, char** argv)
{
    glutInit(&argc, argv);
    glutInitWindowSize(900, 600);
    glutInitWindowPosition(300, 300);
    glutInitDisplayMode(GLUT_DEPTH | GLUT_DOUBLE);

    glutCreateWindow("Figure Rotation");
    glutDisplayFunc(redraw);
    glutKeyboardFunc(Keyboard);
    glutMouseFunc(mouse);
    glClearColor(0.1, 0.0, 0.1, 1.0);

    glMatrixMode(GL_PROJECTION);//specify which matrix is the current matrix, matrix that represents your camera's lens (aperture, far-field, near-field, etc).
    gluPerspective(60, 1.5, 1, 10); //set up a perspective projection matrix
    glMatrixMode(GL_MODELVIEW); //specify which matrix is the current matrix,matrix that represents your camera (position, pointing, and up vector).
    glutMainLoop();

    return 1;
}

【问题讨论】:

标签: c++ opengl glut shapes opengl-compat


【解决方案1】:

仅基于您的代码,主要问题在于Decagon() 的形状顶点定义。 由于这些顶点不是定义在形状本身的中心,而是定义在右上角,因此它不会围绕自身旋转,而是似乎围绕中心旋转,尽管您的矩阵乘法序列工作正常。

为简单起见,我会将其可视化为沿 xy 平面以0,0 为中心,然后定义其形状的右半部分,然后将其镜像回左侧。您可以利用- 减号。隐式利用在NDC (Normalizd Device Coordinate) space 中定义形状。

注意:与您最初定义的比例不完全相同,只是为了让您有一个想法。您可以尝试将以下内容换成您的,然后它应该会自行旋转。

    glBegin(GL_POLYGON);
        glColor3f(0.0f, 0.0f, 1.0f);
        glVertex3f(0.25f, 0.5f, 0.0f);
        glVertex3f(0.45f, 0.30f, 0.0f);
        glVertex3f(0.55f, 0.0f, 0.0f);
        glVertex3f(0.45f, -0.30f, 0.0f);
        glVertex3f(0.25f, -0.5f, 0.0f);
        glVertex3f(-0.25f, -0.5f, 0.0f);
        glVertex3f(-0.45f, -0.30f, 0.0f);
        glVertex3f(-0.55f, 0.0f, 0.0f);
        glVertex3f(-0.45f, 0.30f, 0.0f);
        glVertex3f(-0.25f, 0.5f, 0.0f);
        //glScalef(10, 10, 10);  // this won't have any effect on result
        //glTranslatef(1, 2, -3);// the same
    glEnd();

这里有 2 个选项

  1. 完全改变顶点定义(仅Decagon相对于原点与上述类似)。其他形状已经很好了,它是相对于原点定义的。
  2. 无论您如何定义形状的顶点,都要仔细确定形状的原点。在所有其他操作之前,首先使用这样的位置将形状转换回矩阵操作的一部分(请继续阅读以了解原因)。

围绕自身旋转的概念

围绕自身旋转的概念是我们需要依次进行如下操作

  1. 规模(在这种情况下我们没有)
  2. 旋转
  3. 翻译

虽然我们在这种情况下没有缩放,但应该放在最后,否则可能会影响其他两个操作。

如果我们首先平移到任意位置,那么旋转将围绕该点发生。事实上,旋转是相对于原点0,0 起作用的,因此我们只需要在继续之前通过任何方式将对象放回原点,然后我们就可以旋转,平移到应有的位置并进行缩放。

让我们看看你的矩阵乘法顺序

    glScalef(0.7f, 0.7f, 0.7f); //increase the object size
    glTranslatef(d[0], d[1], d[2]);    // Move box down X axis.
    glRotatef(zAngle, 0, 0, 1);
    glRotatef(yAngle, 0, 1, 0);
    glRotatef(xAngle, 1, 0, 0);
    glRotatef(spin, 0.0, 0.0, 1.0);

这意味着我们按顺序执行以下操作

  • spin角度围绕z轴旋转
  • xAngle 角度围绕x 轴旋转
  • yAngle 角度围绕y 轴旋转
  • zAngle 角度围绕z 轴旋转

虽然我们可以将第一个和最后一个组合在一起,但无论如何都可以。

另外,当我们像这样围绕 3 个基本轴旋转时,您可能还想进一步查看Euler Angles,它可能会导致Gimbal lock problem,但可以通过限制用户可以围绕某个轴旋转的角度来解决。

顺序是对的。这被翻译成数学术语S * T * Rz * Ry * Rx * Rspin,您可以在其中看到它与代码中的顺序相反。 Rspin 先发生,然后是 Rx,然后以此类推。

现在如果Decagon 形状的定义不是相对于原点,而是以它向右平移的方式定义,会发生什么情况。

采用我的顶点定义,但 + 0.55f 对于所有 x 位置,我们将有

    glBegin(GL_POLYGON);
        glColor3f(0.0f, 0.0f, 1.0f);
        glVertex3f(0.80f, 0.5f, 0.0f);
        glVertex3f(1.0f, 0.30f, 0.0f);
        glVertex3f(1.10f, 0.0f, 0.0f);
        glVertex3f(1.0f, -0.30f, 0.0f);
        glVertex3f(0.80f, -0.5f, 0.0f);
        glVertex3f(0.30f, -0.5f, 0.0f);
        glVertex3f(0.10f, -0.30f, 0.0f);
        glVertex3f(0.0f, 0.0f, 0.0f);
        glVertex3f(0.1f, 0.30f, 0.0f);
        glVertex3f(0.30f, 0.5f, 0.0f);
    glEnd();

如果您将上面的代码交换为您的顶点定义,那么它将不再围绕自身旋转。但是我们知道在 x 轴上需要 -0.55f 才能使这个形状回到原点,因此如果我们添加 glTranslatef(-0.55f, 0.0f, 0.0f) 作为第一个执行的操作,那么它的工作原理是一样的。

我们应该有

    glScalef(0.7f, 0.7f, 0.7f);
    glTranslatef(d[0], d[1], d[2]);
    glRotatef(zAngle, 0, 0, 1);
    glRotatef(yAngle, 0, 1, 0);
    glRotatef(xAngle, 1, 0, 0);
    glRotatef(spin, 0.0, 0.0, 1.0);
    glTranslatef(-0.55f, 0.0f, 0.0f);  // <------ add this

简而言之,在旋转(围绕自身)之前先将目标对象平移到原点,然后像以前一样继续正确的顺序。

如果您希望将此类对象定位在您定义形状顶点的位置,即它在 x 轴的右侧 +0.55f 并且仍然围绕自身旋转。然后你改用glTranslatef(d[0] + 0.55f, d[1], d[2])

补充说明

  1. 最后两个 gl 操作 glScalef()glTranslatef() 不会有任何效果,因为您已经绘制了形状。当您调用 glLoadIdentity() 时,这两个操作每帧都会被丢弃。
  2. 请注意,源代码仍然基于 OpenGL 的固定功能管道。您可能还想看看现代可编程管道。这将使您在控制 虚拟 相机方面更加灵活,因此矩阵操作更加清晰,并且在我们需要四处移动时与对象本身分离。因此,这将使矩阵运算更容易掌握和理解。

编辑 用于附加控制并满足应用要求如下

  • 左键单击无限旋转,然后再次左键单击停止
  • 右键单击以循环显示渲染形状的颜色

我们必须有控制标志,以及我们可以在任何帧时间更改的信息,如下所示。

bool isSpinning = false;
#define NUM_COLOR 4
int sCurrColor = 0;
GLfloat sColor[NUM_COLOR][3] = {
    {1.0f, 1.0f, 1.0f},
    {1.0f, 0.0f, 0.0f},
    {0.0f, 1.0f, 0.0f},
    {0.0f, 0.0f, 1.0f}
};

所以对于颜色,我们有白色、红色、蓝色和绿色。共有 4 种颜色,每种颜色有 3 个 RGB 分量值。我们从sCurrColor 中看到的白色作为索引开始。

现在你的 mouse() 函数看起来像这样

void mouse(int buton, int state, int x, int y)
{
    switch (buton) {
    case GLUT_LEFT_BUTTON:
        if (state == GLUT_DOWN && !isSpinning)
            isSpinning = true;
        else if (state == GLUT_DOWN && isSpinning)
            isSpinning = false;
        break;
    case GLUT_RIGHT_BUTTON: //here I don't know how to change the color of the shape
        if (state == GLUT_DOWN)
            sCurrColor = (sCurrColor + 1) % NUM_COLOR;
        break;
    default:glutIdleFunc(NULL);

        break;
    }
}

我们优化了移动 glutIdleFunc(spinDisplay); 以在 main() 函数内部调用 glutMainLoop()。根据您的要求,我们不必每帧都更改它。

因此,spinDisplay() 现在改为

void spinDisplay() //here it's the problematic function
{
    if (isSpinning)
    {
        spin = spin + 3.0;
        if (spin > 360.0)
        {
            spin = 0.0;
        }
    }
    glutPostRedisplay();
}

最好将函数名称更改为 display() 之类的名称,因为这样更通用,不会混淆我们每次都必须旋转。无论如何,为了您的代码的简洁和一致性,我没有更改它。

现在最后一部分是插入sColor 以供所有这些形状在渲染中使用。例如Decagon 你可以这样做

glColor3f(sColor[sCurrColor][0], sColor[sCurrColor][1], sColor[sCurrColor][2]);

如果您想通过右键单击循环颜色来获得相同的效果,其他形状也是如此。

【讨论】:

  • 哇,谢谢你的回答,它实际上修复了我的十边形功能,但我又遇到了同样的问题,我只能通过单击鼠标右键来停止旋转,我应该只围绕它旋转对象通过单击鼠标左键一次居中并仅执行一次旋转而不是无限次旋转...正如我所说的旋转它通过单击鼠标右键停止..
  • @RobinsonChera 我更新了我的答案,但只省略了一轮轮换要求,因为您可能会尝试根据需要调整它以适应特定需求。但是现在,左键单击将旋转,再次左键单击将停止。重复右键单击将循环显示我们拥有的颜色。它将为所有形状应用颜色。希望这会有所帮助!
  • 对于只进行一次旋转的想法,您可能有一个跟踪变量来更新每帧自上一帧以来您旋转了多少,并检查它现在是否超过 360 度,然后通过重置标志停止旋转并将isSpinning 设置为false。这与左键单击的效果相同。
  • 感谢代码,颜色的变化工作,但旋转停止工作......更具体地说,左键单击不起作用,右键单击它完美工作
  • 任何想法我能做什么?
猜你喜欢
  • 1970-01-01
  • 2019-10-22
  • 1970-01-01
  • 1970-01-01
  • 1970-01-01
  • 1970-01-01
  • 1970-01-01
  • 2017-10-13
  • 1970-01-01
相关资源
最近更新 更多