c++ - 使用堆叠矩阵绘制立方体

Question

我正在尝试理解 OpenGL 的某些部分。我必须创建一个机器人，它由几个部分组成。一开始我想连续画 3 个立方体。一开始我想在中间画一个立方体，然后再画剩下的两个。

你能告诉我我做错了什么吗？

void drawScene(GLFWwindow* window) {
    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT|GL_DEPTH_BUFFER_BIT);


    mat4 P=perspective(50.0f*PI/180.0f,aspect,1.0f,50.0f);
    mat4 V=lookAt(
                  vec3(0.0f,0.0f,-15.0f),
                  vec3(0.0f,0.0f,0.0f),
                  vec3(0.0f,1.0f,0.0f));
    glMatrixMode(GL_PROJECTION);
    glLoadMatrixf(value_ptr(P));
    glMatrixMode(GL_MODELVIEW);

    mat4 M=mat4(1.0f);
    glLoadMatrixf(value_ptr(V*M));

    glPushMatrix();                         //create matrix 1 on the top
    Models::cube.drawSolid();               //draw cube on 0,0,0 coords
    glTranslatef(3.0, 0.0, 0.0);            //apply translation to matrix 1
    Models::cube.drawSolid();               //draw cube on 3,0,0 coords
    glPopMatrix();                          
    glRotatef(180*PI/180, 1.0, 0.0, 0.0);
    glTranslatef(3.0, 0.0, 0.0);
    Models::cube.drawSolid();

    glfwSwapBuffers(window);
}

另一个给我同样错误结果的例子:

void drawScene(GLFWwindow* window) {
    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT|GL_DEPTH_BUFFER_BIT);


    mat4 P=perspective(50.0f*PI/180.0f,aspect,1.0f,50.0f);
    mat4 V=lookAt(
                  vec3(0.0f,0.0f,-15.0f),
                  vec3(0.0f,0.0f,0.0f),
                  vec3(0.0f,1.0f,0.0f));
    glMatrixMode(GL_PROJECTION);
    glLoadMatrixf(value_ptr(P));
    glMatrixMode(GL_MODELVIEW);

    mat4 M=mat4(1.0f);
    glLoadMatrixf(value_ptr(V*M));

    glPushMatrix(); //Matrix 1 on the top
    glPushMatrix(); //Matrix 2 on the top
    Models::cube.drawSolid(); //Draw cube on matrix 2
    glTranslatef(3.0, 0.0, 0.0); //Apply translation on matrix 2
    glPushMatrix(); //Matrix 3 on the top
    Models::cube.drawSolid(); //Draw cube on matrix 3
    glPopMatrix(); //Matrix 2 on the top
    glPopMatrix(); //Matrix 1 on the top
    glRotatef(180*PI/180, 1.0, 0.0, 0.0); //Apply translation on matrix 1
    glTranslatef(3.0, 0.0, 0.0); //Apply translation on matrix 1
    Models::cube.drawSolid(); //Draw cube on matrix 1

    glfwSwapBuffers(window);
}

在这两种情况下，我都必须为 6.0 而不是 3.0 翻译最后一个立方体。我真的不明白为什么。在我看来，在回到矩阵 1 之后，我对它们应用了效果。

明确地说，我想做这样的事情:

Draw Cube in 0,0,0
    []
go to 3,0,0 
Draw Cube
    []  []
Go back to 0,0,0
Rotate in 180 degrees
Go to -3,0,0
Draw Cube   
[]  []  []

Answer 1

您想在中心绘制一个立方体，第二个立方体平移到右侧，第三个立方体平移到左侧(沿 X 轴)。
这可以通过不同的方式完成:

您可以在中心绘制立方体，向右一步并绘制下一个立方体，最后向左两步绘制第三个立方体:

float step = 3.0f;

Models::cube.drawSolid();
glTranslatef( 1.0f * step, 0.0f, 0.0f );
Models::cube.drawSolid();
glTranslatef( -2.0f * step, 0.0f, 0.0f );
Models::cube.drawSolid();

您可以在中心绘制立方体并保存(推)模型矩阵，向右走一步并绘制下一个立方体，最后恢复(弹出) 模型矩阵，向左走一步并绘制第三个立方体:

glPushMatrix();  
Models::cube.drawSolid();
glTranslatef( 1.0f * step, 0.0f, 0.0f );
Models::cube.drawSolid();
glPopMatrix();                          
glTranslatef( -1.0f * step, 0.0f, 0.0f );
Models::cube.drawSolid();

最后你想做什么。
在中心绘制立方体并保存(push)模型矩阵，向右走一步并绘制下一个立方体，最后恢复(pop) 模型矩阵，旋转 180°，向右一步绘制第三个立方体。但是你必须围绕向上 vector 旋转，在你的例子中是 (0, 1, 0)，而不是围绕 X 轴:

glPushMatrix();  
Models::cube.drawSolid();
glTranslatef( 1.0f * step, 0.0f, 0.0f );
Models::cube.drawSolid();
glPopMatrix();                          
glRotatef( 180*PI/180, 0.0, 1.0f, 0.0f ); // rotate around the up vector
glTranslatef( 1.0f * step, 0.0f, 0.0f );
Models::cube.drawSolid();

顺便说一句，在你的第二个例子中，你将 3 个矩阵压入堆栈，但你只弹出 2 个矩阵。放入堆栈的每个矩阵也应该再次取下。这意味着 glPushMatrix 和 glPopMatrix 的数量应该始终相等。否则你要么一直堆到最后，要么尝试从空栈中拿东西。