前言：下面任务为实验课要求之一，借助网上的学习资料、AI的辅助最终完成
参考资料
计算机图形学实验五：OpenGL下的几何变换_opengl二维几何变换-CSDN博客
任务
画一个三角形
画一个三角形，然后自己构造矩阵，不使用 glTranslate、glRotate和 glScale，而是使用 OpenGL 的 gIMutMatrixf 函数实现该三角形的平移、旋转和缩放。
效果
2.1. 平移
GLfloat translateMatrix[16] = {
1.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f, // 第一列
0.0f, 1.0f, 0.0f, 0.0f, // 第二列
0.0f, 0.0f, 1.0f, 0.0f, // 第三列
tx, ty, tz, 1.0f // 第四列 (平移向量)
};
tx：控制沿 X 轴的平移（左右方向）。ty：控制沿 Y 轴的平移（上下方向）。tz：控制沿 Z 轴的平移（前后方向）。
2.2. 缩放
GLfloat translateMatrix[16] = {
sx, 0.0f, 0.0f, 0.0f, // 第一列
0.0f, sy, 0.0f, 0.0f, // 第二列
0.0f, 0.0f, sz, 0.0f, // 第三列
0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f // 第四列
};
sx：控制沿 X 轴的缩放比例。sy：控制沿 Y 轴的缩放比例。sz：控制沿 Z 轴的缩放比例。
2.3. 旋转
GLfloat rotateMatrix[16] = {
cos(rad), -sin(rad), 0.0f, 0.0f,
sin(rad), cos(rad), 0.0f, 0.0f,
0.0f, 0.0f, 1.0f, 0.0f,
0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f
};
2.4. 完整代码
#include <GL/glut.h>
#include <math.h>
#include<windows.h>
#include<stdio.h>
#include <iostream>
using namespace std;
#define PI 3.14159265358979323846
#define DEG_TO_RAD (PI/180.0) //角度转为弧度的参数
// 定义全局变量存储平移偏移量
float translateX = 0.0f;
float translateY = 0.0f;
float rotateAngle = 0.0f; // 旋转角度
float scaleFactor = 1.0f;
void init(void)
{
glClearColor(1.0, 1.0, 1.0, 0.0);
glMatrixMode(GL_PROJECTION);
gluOrtho2D(-5.0, 5.0, -5.0, 5.0);
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
}
void drawTriangle(void) //绘制中心在原点的三角形
{
glBegin(GL_POLYGON); //顶点指定需要按逆时针方向
glVertex2f(1.0f, 0.0f);//右点
glVertex2f(0.0f, 1.0f);//上点
glVertex2f(-1.0f, 0.0f);//左点
glEnd();
}
void display() {
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT); //清空
glLoadIdentity(); //将当前矩阵设为单位矩阵
glColor3f(1.0f, 0.0f, 0.0f);//红色
// 定义一个平移矩阵（向右平移0.5单位）
GLfloat translateMatrix[16] = {
1.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f, // 第一列
0.0f, 1.0f, 0.0f, 0.0f, // 第二列
0.0f, 0.0f, 1.0f, 0.0f, // 第三列
translateX, translateY, 0.0f, 1.0f // 第四列
};
// 定义旋转矩阵（绕Z轴旋转）
float rad = rotateAngle * DEG_TO_RAD;
GLfloat rotateMatrix[16] = {
cos(rad), -sin(rad), 0.0f, 0.0f,
sin(rad), cos(rad), 0.0f, 0.0f,
0.0f, 0.0f, 1.0f, 0.0f,
0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f
};
// 定义缩放矩阵
GLfloat scaleMatrix[16] = {
scaleFactor, 0.0f, 0.0f, 0.0f,
0.0f, scaleFactor, 0.0f, 0.0f,
0.0f, 0.0f, 1.0f, 0.0f,
0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f
};
// 将当前矩阵与平移矩阵相乘
glMultMatrixf(translateMatrix);
glMultMatrixf(rotateMatrix);
glMultMatrixf(scaleMatrix);
drawTriangle();
glFlush();
}
// 键盘事件处理函数
void specialKeys(int key, int x, int y) {
switch (key) {
case GLUT_KEY_UP:
translateY += 0.1f;
break;
case GLUT_KEY_DOWN:
translateY -= 0.1f;
break;
case GLUT_KEY_LEFT:
translateX -= 0.1f;
break;
case GLUT_KEY_RIGHT:
translateX += 0.1f;
break;
}
glutPostRedisplay(); // 触发重绘
}
// 普通键盘回调函数（A/D键）
void keyboard(unsigned char key, int x, int y) {
if (key == 'a' || key == 'A') {
rotateAngle -= 5.0f;
}
if (key == 'd' || key == 'D') {
rotateAngle += 5.0f;
}
glutPostRedisplay(); // 触发重绘
}
// 鼠标滚轮回调函数
void mouseWheel(int wheel, int direction, int x, int y) {
if (direction == GLUT_DOWN) {
switch(wheel) {
case 3:
scaleFactor *= 1.2f;
break;
case 4:
scaleFactor *= 0.8f;
break;
}
}
if (scaleFactor < 0.1f) scaleFactor = 0.1f;
if (scaleFactor > 5.0f) scaleFactor = 5.0f;
glutPostRedisplay(); // 触发重绘
}
int main(int argc, char** argv)
{
glutInit(&argc, argv);
glutInitDisplayMode(GLUT_SINGLE | GLUT_RGB);
glutInitWindowPosition(50, 100);
glutInitWindowSize(600, 600);
glutCreateWindow("绘制三角形");
init();
glutDisplayFunc(display);
// 注册特殊键回调函数
glutSpecialFunc(specialKeys);
glutKeyboardFunc(keyboard);//普通键
glutMouseFunc(mouseWheel);
glutMainLoop();
return 0;
}
