在 OpenGL 中移动 3d 形状

Posted 2023-02-16

【中文标题】在 OpenGL 中移动 3d 形状

【英文标题】：Moving 3d Shape in OpenGL

【发布时间】：2015-10-17 21:20:47

【问题描述】：

我正在用 OpenGL/C++ 编写一个程序，该程序会创建许多球体，然后将它们移动到靠近屏幕的位置，直到它们消失为止。 我了解如何创建球体，但我似乎无法弄清楚在创建球体后如何移动它们。有谁知道我如何有效地更改 move() 函数，以便每次调用它时将 z 增加 1？或者如果有更好的方法来做到这一点，请告诉我。谢谢！

 class Sphere 

public:
    double x, y, z;
    void create(double newx, double newy, double r, double g, double b) 
        x = newx;
        y = newy;
        z = -175; // start at back of projection matrix
        glPushMatrix();
        glTranslatef(x, y, z);
        glColor3f(r, g, b);
        glScalef(1.0, 1.0, 1.0);
        glutSolidSphere(1, 50, 50);
        glPopMatrix();
    
    void move() 
        glPushMatrix();
        //if z is at front, move to start over in the back
        if (z >= 0) 
            z = -176;
            x = rand() % 100;
            y = rand() % 100;
            x = x - 50;
            y = y - 50;
        
        x = x;
        y = y;
        glPushMatrix();
        z++;
        glTranslatef(x, y, z);
        glPopMatrix();
    
;

【参考方案1】：

为了改变球体的位置，不必在 move() 函数中调用 glPushMatrix() 和 glPopMatrix() 函数。您可以将 move() 函数简化为：

    void Move() 
        //if z is at front, move to start over in the back
        if (z >= 0) 
            z = -176;
        
        z++;
    

此外，就像用户 datenwolf 所说，您没有创建，而是“绘制”或“渲染”一个球体（或您希望 OpenGL 显示的任何 3D 对象）。给您举个例子，让我们使用 Render。

你想要的是创建一个 Render() 函数并将代码从你的 create() 函数移动到它。因为您想稍后移动球体的位置，所以将 x、y 和 z 坐标移动到球体的构造函数并初始化它们。

例子：

 class Sphere 
  public:
    double x,y,z;

    // We also set the color values of the sphere inside the sphere's
    // constructor for simplicity sake.
    double r,g,b;

   Sphere(double _x, double _y, double _z) 
        x = _x;
        y = _y;
        z = _z;

        r = 1.0;
        g = 0.0;
        b = 0.0;

    
    void Render() 
        glPushMatrix();
        glTranslatef(x, y, z);
        glColor3f(r, g, b);
        glScalef(1.0, 1.0, 1.0);
        glutSolidSphere(1, 50, 50);
        glPopMatrix();
    

;

OpenGL 使用称为 glutDisplayFunc() 的回调函数。您将一个函数传递给此 glutDisplayFunc() 以呈现您想要在屏幕上显示的所有内容。我将调用要传递的函数“void Render3DEnvironment()”。您需要找到您的 glutDisplayFunc() 和传递给它的函数，并在那里调用球体的 Render() 函数。

这是一个例子：

#include "Sphere.h"

Sphere* sphere;

void Render3DEnvironment()

    sphere->Render();
    sphere->Move();


int main(int argc, char* argv[])


    glutInit(&argc, argv);
    glutInitDisplayMode(GLUT_RGB | GLUT_DOUBLE | GLUT_DEPTH);

    sphere = new Sphere(50,50,50);

    glutDisplayFunc(Render3DEnvironment);

    glutMainLoop();

    return 0;

glutDisplayFunc() 函数将不断调用已传递给它的函数，在本例中为 Render3DEnvironment() 函数。如您所见，在 Render3DEnviroment() 函数中也调用了 Move() 函数。这意味着您的球体也在 z 轴上（快速）移动并在 z 达到等于 0 或大于 0 的值时跳回 -176。

提示：使用 GLfloat 而不是 double 作为 x,y,z 和 r,g,b 变量的数据类型，因为相关 OpenGL 函数使用 GLfloat 变量。为您节省一些编译器警告。

【参考方案2】：

在 OpenGL 中没有创建“模型”。实际上，在 OpenGL 中甚至没有“模型”。只有一个数字画布，称为帧缓冲区，以及 OpenGL 提供的用于绘制点、线和三角形的绘图工具，一次一个。当你用 OpenGL 画东西的那一刻，它就已经忘记了。

因此，将函数命名为“create”的整个概念是错误的。取而代之的是“绘图”功能。

所以你要做的很简单：重绘场景，但你的几何体在不同的位置。

【讨论】：

既然 OpenGL 忘记了它创建的形状，要删除形状并重新绘制它们，我是否需要使用 glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT) 清除整个屏幕然后重新绘制？

@Sarah：这是一般的想法是的。请记住：OpenGL 不知道“场景”是什么。帧缓冲区中只有点、线、三角形和像素。记住这一点，与 OpenGL 相关的一切都会变得非常容易。在编写 OpenGL 时，将事物视为屏幕空间中的像素是很有意义的；处理图像做事是完全有条理的。