如何在opengl中使用前向，顶部和中心坐标定位对象

Question

我有一个场景和一个放置在某个坐标中的对象。我可以使用转换对象 glTranslate(center) 然后 glRotate...

但是我如何不使用角度而是使用向上和向前的方向来旋转对象？

谢谢

我正在寻找的是模型坐标系和全局坐标系之间的转换。

Answer 1

假设您知道对象空间中对象的 3 个轴。为简单起见，我们假设这些是笛卡尔坐标轴（如果不是这种情况，可以应用下面描述的过程两次来解决这个问题）：

ox = (1, 0, 0)
oy = (0, 1, 0)
oz = (0, 0, 1)

假设您在世界空间中有 3 个其他 正交 和 归一化 轴，分别表示 top、forward和对象的侧面方向[*]：

wx = (wx.x, wx.y, wx.z)
wy = (wy.x, wy.y, wy.z)
wz = (wz.x, wz.y, wz.z)

那么以下（假设为列向量）是一个旋转矩阵，将您从对象空间带到世界空间：

    [ wx.x  wx.y  wx.z ]
M = [ wy.x  wy.y  wy.z ]
    [ wz.x  wz.y  wz.z ]

这是一个旋转矩阵，因为行列式是 1（正交和归一化线）。要验证它从世界空间到对象空间，只需注意 M*wx = (1, 0, 0) 等是如何进行的。

现在您想要完全相反：从对象空间到世界空间。只需反转矩阵。在这种情况下，逆向与转置相同，因此您的最终答案是：

objectToWorld = transpose(M)

剩下两件事：

1) 在 OpenGL 中加载这个矩阵。 glMultMatrix 将为您执行此操作（请注意，glMultMatrix 是主要列，需要 4x4 矩阵）：

double objectToWorld[] = [ wx.x, wy.x, wz.x, 0, 
                           wx.y, wy.y, wz.y, 0, 
                           wx.z, wy.z, wz.z, 0,
                              0,    0,    0, 1 ];
glMultMatrixd( objectToWorld ); 

2) 翻译。只需通过调用glTranslate 来完成此操作。

[*] 如果你只有三个中的两个，比如 top 和 forward，你可以很容易地用叉积计算 side .如果它们没有标准化，只需将它们标准化。如果它们不是正交的，那一切都会变得更加棘手。

Answer 2

由于 OpenGL 仅适用于矩阵，因此没有 top、bottom 等概念..

你必须在你想要的旋转和所需的方向之间找到一个对应关系。由于glRotates(angle,x,y,z,) 想要一个以度为单位的角度，您可以只使用一个二维数组并存储所有 16 种可能性（从 top、bottom、left之一>, right 到相同的位置之一.. 否则您可以看到从实际位置到新位置需要多少 90° 步长并将该值乘以 90..

例如：

从上到下 = 2 步 = 180°

从右到上 = 后退 1 步 = -90°