用负数翻转没有比例的Opengl绘图

Posted 2023-02-22

【中文标题】用负数翻转没有比例的Opengl绘图

【英文标题】：Flipping Opengl drawing without scale by negative numbers

【发布时间】：2018-03-05 12:06:16

【问题描述】：

我正在尝试绘制两个彼此相对的 2D 钻石。 所以我画了第一颗钻石，然后在使用后画了第二颗钻石：

glTranslated(0, -150, 0);

所以它可以正好出现在我的第一颗钻石下方。 但是，我遇到了一个问题，我无法翻转第二颗钻石，让它看起来像一面镜子。

这是我想要做的：

我在网上搜索了解决方案，他们都提到我应该 使用

glScalef(1.0f,-1.0f,1.0f); 

但每次我使用它时，绘图都会消失。

功能

glRotatef(angle,x,y,z); 

引起了我的注意，但我无法正确使用它，导致方向错误。

这是没有glRotate()时我的图像现在的样子：

所以我认为我需要适当的技术来使用这些功能。

注意：我使用了很多线循环和顶点来绘制。

  #include <windows.h>  // For MS Windows
  #include <GL/glut.h>   // (or others, depending on the system in use)
  void init(void)
  
     glClearColor(1.0, 1.0, 1.0, 0.0);  // Set display-window color to 
      white.
    glMatrixMode(GL_PROJECTION);       // Set projection parameters.
    gluOrtho2D(0.0, 400.0, 0.0, 400.0);
  
  void drawDiamond()
     
  glBegin(GL_LINE_LOOP);
  glVertex2f(125, 350);
  glVertex2f(245, 350);
  glVertex2f(290, 300);
  glVertex2f(182, 200);
  glVertex2f(75, 300);
  glEnd();


 glBegin(GL_LINE_LOOP);
 glVertex2f(109, 333);
 glVertex2f(138, 350);
 glVertex2f(159, 337);
 glVertex2f(123, 300);
glEnd();

glBegin(GL_LINE_LOOP);
glVertex2f(109, 333);
glVertex2f(123, 300);
glVertex2f(154, 225);
glVertex2f(92, 300);
glEnd();

glBegin(GL_LINE_LOOP);
glVertex2f(290, 300);
glVertex2f(75, 300);
glEnd();

glBegin(GL_LINE_LOOP);
glVertex2f(123, 300);
glVertex2f(159, 337);
glVertex2f(154, 300);
glVertex2f(171, 225);
glEnd();

glBegin(GL_LINE_LOOP);
glVertex2f(181, 300);
glVertex2f(159, 337);
glVertex2f(181, 350);
glVertex2f(209, 337);
glVertex2f(181, 300);
glVertex2f(171, 225);
glEnd();

glBegin(GL_LINE_LOOP);
glVertex2f(181, 300);
glVertex2f(209, 337);
glVertex2f(219, 300);
glVertex2f(195, 225);
glVertex2f(181, 300);
glEnd();
glBegin(GL_LINE_LOOP);
glVertex2f(209, 337);
glVertex2f(243, 300);
glVertex2f(195, 225);
glVertex2f(219, 300);
glEnd();

glBegin(GL_LINE_LOOP);
glVertex2f(209, 337);
glVertex2f(229, 350);
glVertex2f(260, 333);
glVertex2f(243, 300);
glVertex2f(209, 337);
glEnd();

glBegin(GL_LINE_LOOP);
glVertex2f(260, 333);
glVertex2f(278, 300);
glVertex2f(210, 225);
glVertex2f(243, 300);
glEnd();

glBegin(GL_LINE_LOOP);
glVertex2f(195, 225);
glVertex2f(182, 200);
glEnd();

glBegin(GL_LINE_LOOP);
glVertex2f(171, 225);
glVertex2f(182, 200);
glEnd();



void display()

glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);  // Clear display window.
glColor3f(0.0, 0.0, 0.0);      // Set line segment color to blue.

                               // your code goes here
drawDiamond();
glTranslatef(0.0f, -150, 0.0f);
drawDiamond();
glFlush();     // Process all OpenGL routines as quickly as possible.


void main(int argc, char** argv)

glutInit(&argc, argv);                         // Initialize GLUT.
glutInitDisplayMode(GLUT_SINGLE | GLUT_RGB);   // Set display mode.
glutInitWindowPosition(50, 100);   // Set top-left display-window 
position.
glutInitWindowSize(400, 400);      // Set display-window width and 
height. 
glutCreateWindow("Diamond Project"); // Create display window. 

init();                            // Execute initialization procedure. 
glutDisplayFunc(display);       // Send graphics to display window. 


glutMainLoop();                    // Display everything and wait.      

【问题讨论】：

从外观上看，您使用的是旧版 OpenGL 1.0；如果可以的话，我建议使用现代 OpenGL 3.3+ 版并使用着色器。从那里您可以使用模型视图投影矩阵来执行所有需要的转换。还使用 GLM 数学库使事情变得更容易。

在我对SO: OpenGl draw a cylinder with 2 points glRotated 的回答中，我提到了glRotatef()。顺便提一句。旋转约 180 度。和镜像不一样。如果旋转的项目是对称的，它看起来很相似。

您只需要围绕其中一个轴旋转对象并学习如何使用glRotatef 函数。

如果你镜像事物（例如使用glScalef(1, -1, 1)），这会影响三角形的方向。 （您的模型被翻过来了。）因此，可能有必要将背面剔除反转为正面剔除（反之亦然）。

编辑minimal reproducible example。

【参考方案1】：

您要做的是围绕一个轴镜像（翻转）对象，该轴平行于 X 轴，并穿过对象的底部边界（菱形）。

为此，必须找到底部 Y 坐标 (bottomY)，并且必须将对象向 相反 方向平移。注意模型坐标（顶点）的底部和不是视口上最终坐标的底部：

float bottomY = 200.0f;
glTranslatef( 0.0f, -bottomY , 0.0f );

接下来必须翻转对象。这可以通过

glRotatef(180.0f, 1.0f, 0.0f, 0.0f);

或通过

glScalef(1.0f, -1.0f, 0.0f)

注意，这两个操作产生相同的变换矩阵，因为 cos(90°) = cos(-90°), sin(90°) = -sin(90°) .

那么bottomY 的翻译必须反转：

glTranslatef( 0.0f, bottomY, 0.0f );

但请注意，OpenGL 固定函数管道堆栈的操作顺序相反，因为当前矩阵乘以新操作指定的矩阵。

翻译：见glTranslate的文档：

glTranslate 通过x y z 生成翻译。当前矩阵（见glMatrixMode）乘以这个平移矩阵，乘积替换当前矩阵。

轮换：见glRotate的文档：

glRotate 产生围绕向量 x y z 的角度旋转。当前矩阵（参见glMatrixMode）乘以旋转矩阵，乘积替换当前矩阵。

缩放：见glScale的文档：

glScale沿x、y 和z 轴产生非均匀缩放。这三个参数指示沿三个轴中的每一个轴的所需比例因子。 当前矩阵（见glMatrixMode）乘以这个比例矩阵。

这意味着以下应该做你想做的事：

float bottomY = 200.0f;

glMatrixMode( GL_MODELVIEW );
glLoadIdentity();

drawDiamond();

glTranslatef( 0.0f, bottomY , 0.0f );
glRotatef( 180.0f, 1.0f, 0.0f, 0.0f );
glTranslatef( 0.0f, -bottomY , 0.0f );

drawDiamond();

和是一样的：

glTranslatef( 0.0f, bottomY , 0.0f );
glScalef( 1.0f, -1.0f, 1.0f );
glTranslatef( 0.0f, -bottomY , 0.0f );  

【讨论】：

第二个模型的 minY 为 50，但模型仍然消失，因为 scale f(x,y,z) 将顶点值乘以参数，这将导致我无法绘制负顶点（我只能画0及以上）。

我将编辑我的帖子并输入我的代码，这样我的问题就会更清楚，

成功了！！！我非常感谢您的帮助。现在问题更清楚了，因此将其移至 x 轴，然后将其旋转 180 度，然后我们移至正确的位置。谢谢。

【参考方案2】：

根据您的顶点设置方式以及是否启用了背面剔除，您可能需要将菱形或（模型的）中心点更改为从那里开始的底部尖端，然后您可以简单地围绕提供的 X 轴旋转您将其声明为水平轴。这样做不应该那么难。它看起来像：

glRotatef( 180.0f, 1, 0, 0 );

如果您以度数而不是弧度为单位旋转。

【讨论】：

所以根据我的理解我应该翻译直到它合适（在底部提示）然后我可以简单地旋转

但是，我不知道新的中心点应该在哪里才能使用 glRotate()。

@MKH 与其说是翻译，不如说是翻译；您不想将网格作为一个整体进行平移，因为它会在世界空间（屏幕空间）中移动它的位置。您想将对象焦点设置到尖端然后旋转。或者您可以旋转 x 180 度，然后将其向下平移您需要的距离；但是当您开始进行仿射变换时，顺序很重要，具体取决于坐标系的惯用手。通过（平移、旋转和缩放）排序，顺序很重要！

【参考方案3】：

对于每个顶点（我假设您使用立即模式来指定顶点），您可以glVertex2i(myVertex.x, symmetryLine - myVertex.y, 0) 其中 myVertex 是您之前使用的 x 和 y 值，symbolicLine 是您希望镜像的值。最好的方法是使用否定的glScale。你的钻石是旋转对称的glRotate 也可以，但你知道，这不是一种非常优雅的方式。

【讨论】：

'symmetryLine - my vertex.y' 将产生负数，不会使顶点出现在屏幕上。

不，这取决于您选择的价值。应该选择最下方的菱形顶点的y坐标作为symmetryLine值，才能得到这个镜像。