如何在 OpenGL 中绘制 3D 矢量？

Posted 2023-02-22

【中文标题】如何在 OpenGL 中绘制 3D 矢量？

【英文标题】：How to draw a 3D vector in OpenGL?

【发布时间】：2014-10-20 02:47:05

【问题描述】：

我正在对粒子的运动进行 3D 模拟，并且我想在某些位置绘制代表电场的箭头。 我在 Blender 中制作了一个箭头网格并将其导出为 .obj 以便我可以在我的代码中使用它（我制作了一个 .obj 加载器），但我似乎无法正确旋转它以使其指向正确的方向，即使我检查了电场矢量是否正确计算。 我也得到了一些奇怪的结果。例如，如果向量应该指向上方，它会指向下方，但是当我注释掉沿 x 轴旋转的代码时，箭头会像预期的那样指向下方。然后如果它应该指向右边，它指向内部（朝向负 z 轴），但是当我注释掉 y 轴上的旋转时，它指向右边。

这是我的箭头旋转和渲染代码：

void Render(Vector3 cameraPos)

    glScalef(field.length() * ArrowLength,1.0,1.0);
    glTranslatef(0,0,_zdefault);
    glRotatef(Entity::yangle,0,1,0);
    glTranslatef(pos.getX() + cameraPos.getX(), pos.getY() + cameraPos.getY(), pos.getZ() + cameraPos.getZ() - _zdefault);

    glRotatef(atan2(field.getZ(),field.getY()) * 180/M_PI, 1.0,0.0,0.0);
    glRotatef(atan2(field.getX(),field.getZ()) * 180/M_PI, 0.0,1.0,0.0);
    glRotatef(atan2(field.getY(),field.getX()) * 180/M_PI, 0.0,0.0,1.0);

    glBindTexture(GL_TEXTURE_2D,arrowTexture);

    glCallList(arrow);
    glLoadIdentity();
;

field 是表示电场的向量。 线条

glTranslatef(0,0,_zdefault);
glRotatef(Entity::yangle,0,1,0);

在那里我可以旋转整个场景，有点像在 Blender 中围绕它旋转。 此外，Vector3 只是我编写的一个简单的 Vector 类，具有非常基本的功能。就像我说的那样，矢量计算没有问题，我检查了一下，我只是不能使用矢量来正确旋转物体。

我感觉我的角度对于我使用 atan2 的 glRotatef 有点搞砸了，但我仍然不明白这会如何影响前面描述的旋转。

有没有什么方法可以仅基于矢量分量来旋转某些东西？

【问题讨论】：

与其处理旋转角度，直接构建旋转矩阵更容易。在这里查看我的答案，这是针对同一类型的问题：***.com/questions/24705225/…。

未转换的箭头指向什么方向？上面的答案是针对指向正 z 方向的原始向量。它应该很容易适应您的原始箭头，例如x 方向上的点。但如有必要，我可以写一个新版本的答案。

【参考方案1】：

首先，您可能不应该使用 glRotatef glTranslatef 等遗留管道，而是使用着色器并管理您自己的矩阵。

此外，最好使用lookAt 转换，使用field 作为您的方向方向，一些向上作为up 向量

要旋转整个场景，您只需定义一个中心，并在平移后使用相同的变换围绕该中心旋转所有矢量