创建 UI 和 glRotatef() 的问题

Question

我正在使用 Python、PyGame 和 Legacy PyOpenGL 制作一个最小的 Doom 风格 FPS 游戏引擎。我希望玩家能够通过按左右箭头键使用glRotatef() 向四个方向（向前、向后、向左和向右）环顾。

出现了一些问题：

1. 一把枪（一个应用了纹理的立方体，它根据玩家面对的方向改变纹理坐标）应该始终出现在相机前方 0.5 个单位的相应 x 和 z 位置，具体取决于角度glRotatef() 将其设置为面向，如果我在 x 轴上移动然后向左看，除非我站在房间的死点中心，否则它会移动到一个奇怪的位置。当我向左和向右移动时，立方体似乎也是静态的，即使我提供了从 glGetDoublev() 获得的 x 值，当我向前移动时，即使我从未实现过这样的功能，枪似乎也在缩放。

2. 当我打电话时

   if event.type == pygame.KEYDOWN: # key pressed events
                   if event.key == pygame.K_LEFT:
                       glRotatef(-90,0,1,0)
                       if direction == 0:
                           direction = 3
                       else:
                           direction -= 1
   

   看向房间的左侧，我偶尔会在墙内移动，这有时会进一步影响枪的位置。

   我尝试添加固定的 x 和 z 变量（x_steps 和 z_steps），每次玩家移动时，这些变量都会增加 0.1。我不太确定为什么这会消除“静电枪”问题，但确实如此。然而，当我旋转相机时，同样的问题（枪移动到一个奇怪的位置）仍然发生。

   ## pygame/opengl initialisation code
   def main():
       pygame.init()
       display = (800,600)
       global displaySurface
       displaySurface = pygame.display.set_mode(display, DOUBLEBUF|OPENGL)
       pygame.display.set_caption("Wolfenstein 4D")
       glEnable(GL_TEXTURE_2D)
       glEnable(GL_DEPTH_TEST)
       gluPerspective(45, (display[0]/display[1]),0.1,50.0)
   
   ## game loop, obtaining x,y,z positions and looking around the room
   def room1():
       direction = 3 ## 3 = forward, 2 = left, 1 = backward, 0 = right
       while True:
           pos = glGetDoublev(GL_MODELVIEW_MATRIX)
           x = pos[3][0]
           y = pos[3][1]
           z = pos[3][2]
           for event in pygame.event.get():
               if event.type == pygame.QUIT:
                   pygame.quit()
                   quit()
   
               if event.type == pygame.KEYDOWN: # key pressed events
                   if event.key == pygame.K_LEFT:
                       glRotatef(-90,0,1,0)
                       if direction == 0:
                           direction = 3
                       else:
                           direction -= 1
                       x_steps = 0
                       z_steps = 0
   
                   if event.key == pygame.K_RIGHT:
                       glRotatef(90,0,1,0)
                       if direction == 3:
                           direction = 0
                       else:
                           direction += 1
                       x_steps = 0
                       z_steps = 0
   
   ## movement code
           spd = 0.1
           keys = pygame.key.get_pressed()
           if direction == 3:
               if keys[pygame.K_a]:
                       glTranslatef(spd,0,0)
                       x_steps -= spd
               if keys[pygame.K_d]:
                       glTranslatef(-spd,0,0)
                       x_steps += spd
               if keys[pygame.K_w]:
                       glTranslatef(0,0,spd)
                       z_steps -= spd
               if keys[pygame.K_s]:
                       glTranslatef(0,0,-spd)
                       z_steps += spd
           if direction == 2:
               if keys[pygame.K_a]:
                       glTranslatef(0,0,-spd)
                       x_steps += spd
               if keys[pygame.K_d]:
                       glTranslatef(0,0,spd)
                       x_steps -= spd
               if keys[pygame.K_w]:
                       glTranslatef(spd,0,0)
                       z_steps -= spd
               if keys[pygame.K_s]:
                       glTranslatef(-spd,0,0)
                       z_steps += spd
   
   ## gun drawing code in game loop
               if direction == 3:
                   loadTexture("gun1.png")
                   drawHUDGun(x,-0.1,z-0.5,3,0.1,0.1,0.1)
               if direction == 2:
                   loadTexture("gun.png")
                   drawHUDGun(z-0.5,-0.1,x+0.5,2,0.1,0.1,0.1)
   
   ## gun drawing function
   def drawHUDGun(x,y,z,angle,width,height,depth=0.5,color = ((1,1,1))):
       vertices = (
           (width+x,-height+y,-depth+z),
           (width+x,height+y,-depth+z),
           (-width+x,height+y,-depth+z),
           (-width+x,-height+y,-depth+z),
           (width+x,-height+y,depth+z),
           (width+x,height+y,depth+z),
           (-width+x,-height+y,depth+z),
           (-width+x,height+y,depth+z)
       )
       glEnable(GL_BLEND)
       glBlendFunc(GL_SRC_ALPHA, GL_ONE_MINUS_SRC_ALPHA)
       glBegin(GL_QUADS)
       if angle == 3:
           j = 0
       if angle == 2:
           j = 8
   
       i = 0
       for surface in surfaces:
           i += 1
           for vertex in surface:
               glColor4f(1,1,1,1)
               setTexCoord(0, texCoords, j)
               if angle == 3:
                   if i >= 0 and i < 4:
                       if j < 4:
                           j += 1
               if angle == 2:
                   if i == 2:
                       if j < 12:
                           j += 1
               glVertex3fv(vertices[vertex])
       glEnd()
       glDisable(GL_BLEND)
   
       glBegin(GL_LINES)
       for edge in edges:
           glColor3fv((0,1,0))
           for vertex in edge:
               glVertex3fv(vertices[vertex])
       glEnd()
   
   ## implementation of the functions
   
   main()
   room1()
   

   我希望无论玩家在房间中的哪个方向，枪都会出现在玩家前方 0.5 个单位的位置，但由于分配了不正确的 x 或 z 坐标，枪经常不在视线范围内。

Answer 1

在旧版 OpenGL 中存在不同的当前矩阵。受矩阵运算影响的当前矩阵可由glMatrixMode 选择。每个矩阵都组织在一个堆栈上。矩阵可以通过glPushMatrix/glPopMatrix进行推送和弹出。

投影矩阵应该放置设置到投影矩阵堆栈，视图和模型转换到模型视图矩阵堆栈：

// choose projection matrix stack
glMatrixMode(GL_PROJECTION)
gluPerspective(45, (display[0]/display[1]),0.1,50.0)

// choose modelview matrix stack, for the following matrix operations
glMatrixMode(GL_MODELVIEW)

枪应该放在第一人称视角（“在你面前”）。实现这一点的最简单方法是在视图空间中画枪，这意味着您必须取消之前对模型视图矩阵的所有转换。该矩阵可以用identity matrix 替换为glLoadIdentity。
将模型视图矩阵保存到堆栈中，设置单位矩阵，画枪，最后恢复模型视图矩阵。例如：

glPushMatrix()
glLoadIdentity()
drawHUDGun(x,-0.1,z-0.5,3,0.1,0.1,0.1)
glPopMatrix()