Olá, tenho uma classe HTransform
que armazena uma matriz, posição, orientação e escala de cada objeto, essa classe é a classe base de cada object ou entidade. Eu fiz uma função para mover os object e outra para atualizar a matriz quando a posição, rotação ou escala forem modificados. Mas isso ocorre globalmente. Mas como mover, rotacionar ou escalonar um objeto ao longo do seu próprio eixo utilizando matrizes no OpenGL?
2 Respostas
Se entendi corretamente sua pergunta, como você já realiza os cálculos utilizando sua própria classe HTransform
em vez de utilizar as funções clássicas do OpenGL clássico gltranslatef()
, glRotatef()
, glScalef()
e etc.
Então, basicamente, para que você possa mover, redimensionar e rotacionar um objeto utilizando sua matriz, antes você deve carregá-la no OpenGL. Para isso você utiliza:
glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
glLoadMatrixf(matrix);
Onde matrix
é um ponteiro para uma matriz do tipo GLfloat
4x4, contendo os valores já calculados.
Exemplo para OpenGL Clássico
Usando glfw, para criar o contexto OpenGL, e glm, para realizar os cálculos das matrizes (o que no seu caso é HTransform
).
Considerando a classe Quad
que simplesmente serve para desenhar um quadrado (ou o Objeto em questão):
#ifndef QUAD_DEFINED_HPP
#define QUAD_DEFINED_HPP
#include <GLFW/glfw3.h>
#include <glm/glm.hpp>
#include <glm/gtx/transform.hpp>
// Classe do Objeto
class Quad
{
public:
// Construtor
Quad(float w = 30.0f, float h = 30.0f) : m_width(w), m_height(h)
{
// carrega com matriz identidade.
m_model = glm::mat4(1);
// Define a cor padrão para vermelho.
m_cores[0] = 1.0f; // [1] e [2] são zero.
}
// Move o objeto para x e y
void moverPara(float x, float y)
{
m_model = glm::translate(m_model, glm::vec3(x, y, 0.0f));
}
// translada em relação ao eixo local
void transladar(float x, float y)
{
m_model += glm::translate(m_model, glm::vec3(x, y, 0.0f));
}
// modifica a escala
void setEscala(float x, float y)
{
m_model = glm::scale(m_model, glm::vec3(x, y, 1.0f));
}
// rotaciona
void rotacionar(float angulo)
{
m_model = m_model * glm::rotate(angulo, glm::vec3(0.0f, 0.0f, 1.0f));
}
// modifica a cor do quadrado
void setCor(int r, int g, int b)
{
m_cores[0] = static_cast<float>(r) / 255.0f;
m_cores[1] = static_cast<float>(g) / 255.0f;
m_cores[2] = static_cast<float>(b) / 255.0f;
}
void desenhar(void)
{
glPushMatrix();
// define a cor do quadrado
glColor3fv(m_cores);
glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
const GLfloat* matrix = reinterpret_cast<const GLfloat*>(&m_model);
glLoadMatrixf(matrix);
// Desenha os vértices do quadrado
glBegin(GL_TRIANGLES);
glVertex3f(0.0f, 0.0f, 0.0f);
glVertex3f(0.0f, m_height, 0.0f);
glVertex3f(m_width, 0.0f, 0.0f);
glVertex3f(m_width, m_height, 0.0f);
glVertex3f(m_width, 0.0f, 0.0f);
glVertex3f(0.0f, m_height, 0.0f);
glEnd();
glPopMatrix();
}
private:
// largura
float m_width;
// altura
float m_height;
// matriz
glm::mat4 m_model;
float m_cores[3];
};
#endif
E para criar a janela e etc:
#include <GLFW/glfw3.h>
#include "quad.hpp"
// Ajusta a tela para desenhar de forma ortogonal (2D).
void telaOrtogonal();
// Ponteiro para a janela atual.
GLFWwindow* window;
int main(void)
{
// Inicializa a glfw.
if (!glfwInit())
{
// falhou
return -1;
}
// Cria uma janela com um contexto de opengl
window = glfwCreateWindow(640, 480, "Hello World", NULL, NULL);
if (!window)
{
// falhou ao criar a janela
glfwTerminate();
return -1;
}
// Define a janela criada como o contexto atual.
// Isso é usado para casos em que há vários
// contextos opengl em um mesmo programa.
glfwMakeContextCurrent(window);
// O objeto que será desenhado.
Quad quad1;
quad1.moverPara(20, 20);
quad1.setEscala(2.0f, 2.0f);
Quad quad2;
quad2.setCor(0, 0, 255);
quad2.moverPara(100, 80);
quad2.transladar(0, 20);
quad2.rotacionar(45);
// Loop principal, rodado até que o usuário feche a janale.
while (!glfwWindowShouldClose(window))
{
// Ajusta para tela ortogonal (2D).
telaOrtogonal();
// Desenha os quadrados
quad2.desenhar();
quad1.desenhar();
// Atualiza os buffers
glfwSwapBuffers(window);
// Processa os eventos (mouse, teclado, sistema e etc).
glfwPollEvents();
}
// Finaliza a glfw.
glfwTerminate();
return 0;
}
void telaOrtogonal()
{
int width, height;
glfwGetFramebufferSize(window, &width, &height);
glViewport(0, 0, width, height);
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
glMatrixMode(GL_PROJECTION);
glLoadIdentity();
glOrtho(0.0f, width, height, 0.0f, -1.0f, 1.0f);
}
Note que as matrizes só são atualizadas nas chamadas:
Quad quad1;
quad1.moverPara(20, 20);
quad1.setEscala(2.0f, 2.0f);
Quad quad2;
quad2.setCor(0, 0, 255);
quad2.moverPara(100, 80);
quad2.transladar(0, 20);
quad2.rotacionar(45);
O resultado é esse:
Sendo as bolas brancas adicionas depois para indicar o eixo local do objeto.
Para saber como as funções de translate
, scale
, rotate
foram implementadas você pode ver o código-fonte da glm
, é pura matemática. Mas, recomendo fortemente que você considere utilizar uma biblioteca especializa para os cálculos das matrizes (ou pelo menos veja o código-fonte) pois elas geralmente são bem otimizadas, testadas e a maioria utiliza otimizações do tipo SSE, SSE2, SSE3 (etc) nos cálculos das matrizes.
Se for possível também ao invés de utilizar OpenGL 1.3, você poderia considerar utilizar OpenGL 3.3+, pois o OpenGL 3 tornou várias funções clássicas do OpenGL obsoletas.
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Lucas, obrigado pela resposta. Mas o que eu quero é mover, rotacionar e escalonar um objeto no seu próprio eixo. Esse exemplo que você fez só faz transformações em eixos globais. Exemplo quad2.movePara((float x, float y), bool local), entendeu? 2/04/2014 às 1:49
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O
moverPara()
funciona em relação ao eixo global. Otransladar()
translada em relação ao eixo local. E a rotação já está no eixo local. 2/04/2014 às 1:55 -
@WalbertiEvaristo Adicionei uma imagem para ilustrar o exemplo, com os eixos destacados. 2/04/2014 às 1:56
Pelo que entendi, as matrizes que vc cita lhe permite configurar, corretamente, o objeto no sistema global. Provavelmente, vc está, primeiramente, escalonando, depois rotacionando e por fim, transladando. Vou chamar isso de transformação global
Tem várias formas de resolver o seu problema. Uma delas, é aplicar as transformações locais que vc deseja, antes de aplicar as transformações globais. Por exemplo, se deseja que o objeto rotacione em torno de seu eixo, aplica a matrix de rotação e depois aplique a matrix de transformação global.
Se vc, por algum motivo, não consegue recuperar o objeto antes das transformações globais, vc pode aplicar a inversa dessas matrizes, para recuperar o sistema local do objeto. Realiza as transformações locais e reaplica as transformações globais, novamente.
Exemplo Mglobal = T.R.S, Mglobal_inversa = S⁻¹.R⁻¹.T⁻¹, portanto P' = Mglobal.Mlocal.Mgloval_inversa.P
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Tomás Badan, massa. Mas vamos supor que eu tenha na minha classe base HTransform as seguintes variáveis: m_Position; m_Orientation; m_Scaling; m_LocalPosition; m_LocalOrientation; m_localScaling; Eu teria que aplicar tipo exemplo: MGlobal.rotate(m_Orientation); MLocal.rotate(m_LocalOrientation); Depois. MTotal = MGlobal * MLocal * MGlobal.inverse(); Isso?. É que eu estou lincando a minha engine em Lua script para que eu possa acessar depois via script. 5/04/2014 às 12:33
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Como a sua malha já está em coordenadas locais, aplica primeiro as transformações locais e depois as globais. Ou seja, MTotal = MGlobal.MLocal. A ideia de aplicar a reversa é para o caso que vc não tem mais a coordenada local disponível.– user52995/04/2014 às 13:02
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Tomás, obrigado me ajudou bastante. Se não for pedir muito, tipo: Eu ainda não sei como aplicar posição, rotação, escala ambas global e local na matriz do objeto. Já faz um bom tempo que eu pesquiso a procura de algo assim mas não consigo achar um resposta. 5/04/2014 às 23:22
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A matriz final é a multiplicação das transformações lidas da direita para a esquerda. Ou seja, Mfinal = MTglobalMRglobalMSglobalMTlocalMRlocal*MSlocal. Como tá usando o openGL 1.3, na programação, vc especifica como lê, ou seja, glTranslate(global); glRotate(global); glScale(global); glTranslate(local); glRotate(local); glScale(local); Espero qeu tenha sido mais claro agora– user52996/04/2014 às 0:52
glm
: glm.g-truc.net/0.9.5/index.htmlglm
não deve ser muito útil.