OpenGL 矩阵堆栈与角色帧

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程序全局只有一个矩阵堆栈,但是需要绘制的图形有多种 即 变化有很多种--每个图形所需的变换矩阵不同,如果想两个图形的操作互不影响,需要一个矩阵状态去保存空白的状态。

矩阵堆栈是由GLMatrixStack类创建的,其特性是先进后出,根据矩阵类的源码可知,矩阵堆栈中最大只能放64个状态,对应的API参见下表

矩阵对阵中除了可以放M3DMatrix44f矩阵外,还可以放GLFRame,其实就是比矩阵多做了一步,需要通过GLFRame的get方法方法获得矩阵,放入堆栈中。

矩阵堆栈中关于入栈、相乘、出栈的流程

  • 原始矩阵堆栈中,拷贝一份栈顶矩阵,压入栈顶。
  • 当有变换操作时,将变换操作的矩阵与矩阵堆栈栈顶相乘,将其结果覆盖栈顶矩阵。
  • 如果还有其他矩阵入栈,则继续相乘。
  • 当没有矩阵需要push,即图形绘制完成后,需要pop栈顶矩阵。

需要注意: ==> 用了几个push,就需要pop几个矩阵,push与pop是一一对相应的 ==> 最终的矩阵堆栈仍然是最初时的矩阵堆栈

角色帧

主要是用来表示物体及观察者所处的位置,主要有三个参数。

  • vOrigin:当前所处的位置,默认是(0,0,0),处于原点。
  • vForward:即将要去的位置,默认是(0,0,-1),朝向-z轴方向。
  • vUp:朝向哪,默认是(0,1,0),朝向+y轴方向。
class GLFrame
    {
	protected:
        M3DVector3f vOrigin;	// Where am I?
        M3DVector3f vForward;	// Where am I going?
        M3DVector3f vUp;		// Which way is up?

除了矩阵,GLFrame对象也可以直接压入矩阵堆栈,主要涉及以下3个方法。

  • 加载到堆栈栈顶 void GLMatrixStack::LoadMatrix(GLFrame &frame);
  • 与堆栈栈顶相乘,将结果覆盖栈顶矩阵 void GLMatrixStack::MultMatrix(GLFrame &frame);
  • 堆栈栈顶出栈 void GLMatrixStack::PushMatrix(GLFrame &frame);