c++ - 具有固定纵横比的透视图(1 :1) in OpenGL and Qt5 (QGLWidget)

Question

我正在尝试将立方体渲染到 QSplitter 内的 QGLWidgetput 中。我希望它具有 1:1 的比例，因此它是一个立方体，并且无论窗口尺寸如何都保持该比例。不过，我还没能让它发挥作用。无论我做什么，立方体都会随着窗口拉伸(stretch)。

关于代码的工作方式，我还有两个问题。

• matrix.setToIdentity() 重置除了在 initializeGL() 末尾发生的投影和平移之外的所有内容，所以当我在 中调用它时>resizeGL()，投影与之前的合并，即使我之前将矩阵设置为identity。

• matrix.perspective() 的参数纵横比 似乎什么也没做。我尝试了几个值都没有效果。

• 出于某种原因，投影是正交的，而不是透视的。

• 矩阵在 perspective() 之后仍然是恒等式，但前提是我调用了 setToIdentity() 和 perspective()按此顺序在 resizeGL 中。

• initializeGL() 和 resizeGL() 中的矩阵运算得到不同的处理。如果我在initializeGL()中不调用translate()和perspective()，即使后面调用了立方体也不会出现在 resizeGL() 中。

谁能给我解释一下？我认为 QMatrix4x4 类在这里用于保存矩阵到 3D 转换，因此我不必自己实现它们。

我看过一些教程，但它们要么以类似的方式使用某种矩阵，要么似乎使用了已弃用的 OpenGL 函数。尝试将宽度和高度转换为 float 并使用单独的矩阵进行转换。

如何使 1:1 的比例发挥作用？

我的一段相关代码:

void ModelView::initializeGL()
{
    m_program = new QGLShaderProgram(this);
    m_program->addShaderFromSourceCode(QGLShader::Vertex, vertexShaderSource);
    m_program->addShaderFromSourceCode(QGLShader::Fragment, fragmentShaderSource);
    m_program->link();

    GLuint shader_id = glCreateShader(GL_VERTEX_SHADER);
    glShaderSource(shader_id, 1, vertexShaderSource, NULL);
    glCompileShader(shader_id);
    ShaderIds[2] = shader_id;

    shader_id = glCreateShader(GL_FRAGMENT_SHADER);
    glShaderSource(shader_id, 1, fragmentShaderSource, NULL);
    glCompileShader(shader_id);
    ShaderIds[1] = shader_id;

    glAttachShader(ShaderIds[0], ShaderIds[1]);
    glAttachShader(ShaderIds[0], ShaderIds[2]);

    glLinkProgram(ShaderIds[0]);*/

    matrix.setToIdentity(); //--------------------------------------

    float aspect = (((float)width())/((float)height()));

    matrix.perspective(60, aspect, 0.1, 100.0);
    matrix.translate(0, 0, -2);
}

void ModelView::paintGL()
{
    glEnable(GL_DEPTH_TEST);
    glDepthFunc(GL_LESS);

    glClearColor(.5f, .5f, .5f, 1.0f);
    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);

    glViewport(0, 0, width(), height());

    m_program->bind();

    m_posAttr = m_program->attributeLocation("posAttr");
    m_colAttr = m_program->attributeLocation("colAttr");
    m_matrixUniform = m_program->uniformLocation("matrix");
    m_program->setUniformValue(m_matrixUniform, matrix); //-----------------

    glGenBuffers(1, &BufferId);
    glGenBuffers(1, &IndexBufferId);

    glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, BufferId);
    glBindBuffer(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, IndexBufferId);

    glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, BufferSize, Vertices, GL_STATIC_DRAW);
    glBufferData(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, sizeof(Indices), Indices, GL_STATIC_DRAW);

    glVertexAttribPointer(m_posAttr, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, VertexSize, 0);
    glVertexAttribPointer(m_colAttr, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, VertexSize, (GLvoid *)RgbOffset);

    glEnableVertexAttribArray(0);
    glEnableVertexAttribArray(1);

    glDrawElements(GL_TRIANGLES, 36, GL_UNSIGNED_BYTE, NULL);

    glDisableVertexAttribArray(1);
    glDisableVertexAttribArray(0);

    m_program->release();

}

void ModelView::resizeGL(int w, int h)
{
    glViewport(0, 0, w, h);
    matrix.setToIdentity();  //------------------------------------

    matrix.translate(0, 0, -2);
    matrix.perspective(60, ((float)w)/((float)h), 0.1, 100.0);

    updateGL();
}

Answer 1

终于找到问题了

首先，矩阵运算不应该在 initializeGL() 中。不完全确定为什么。正确的(想想也是合理的)位置在 resizeGL() 中，因为它在第一帧渲染的某个地方被调用。

其次，矩阵乘法有其定义的顺序，如透视 > 平移 > 旋转。否则会搞砸。

所以 resizeGL() 中正确的(或者至少是工作的)代码是这样的:

glViewport(startX, startY, width, height);    //resize the viewport
matrix.setToIdentity();             //reset the uniform value (matrix)
perspectiveMatrix.setToIdentity();   //reset the projection matrix
                                       //set new projection (aspect ratio)
perspectiveMatrix.perspective(angle, (float)width/(float)height, nearPlane, farPlane);

matrix *= perspectiveMatrix;    //apply transformations
matrix *= translationMatrix;
matrix *= rotationMatrix;

updateGL();                  //re-render