ios - openGL 缩放/旋转(先发生什么......)

Question

最近，我开始使用 openGL。大多数事情都进展顺利，但我总是用头撞墙。

我正在尝试旋转/缩放 2D 图像。我正在努力解决这样一个事实:我应该先旋转，然后缩放，或者反之亦然。这两种方式都不太符合我想要的方式。

我制作了两个短视频来展示问题所在:

先旋转，再缩放 https://dl.dropboxusercontent.com/u/992980/rotate_then_scale.MOV

先缩放，再旋转 https://dl.dropboxusercontent.com/u/992980/scale_then_rotate.MOV

左图是正方形，右图是长方形。正如您所看到的，这两种方法都不太正确:)

黑色区域是openGL视口(viewport)。当视口(viewport)是正方形时，一切都很好，当它是矩形时，事情开始出错:)对于我绘制的每个图像，我引用视口(viewport)计算不同的 X 和 Y 比例，我认为我正在做一些事情那里错了...请注意，我对 openGL 还很陌生，我可能正在做一些愚蠢的事情(我希望我是)。希望我能通过这种方式清楚地表达我的问题。

预先感谢您提供的任何帮助!

科里安

绘制一张图像的代码:

void instrument_renderer_image_draw_raw(struct InstrumentRenderImage* image, struct InstrumentRendererCache* cache, GLuint program) {

// Load texture if not yet done
if (image->loaded == INSTRUMENT_RENDER_TEXTURE_UNLOADED) {
    image->texture = instrument_renderer_texture_cache_get(image->imagePath);

    if (image->texture == 0) {
        image->loaded = INSTRUMENT_RENDER_TEXTURE_ERROR;
    }
    else {
        image->loaded = INSTRUMENT_RENDER_TEXTURE_LOADED;
    }
}

// Show image when texture has been correctly loaded into GPU memory
if (image->loaded == INSTRUMENT_RENDER_TEXTURE_LOADED) {

    float instScaleX = (float)cache->instBounds.w / cache->instOrgBounds.w;
    float instScaleY = (float)cache->instBounds.h / cache->instOrgBounds.h;

    float scaleX = (float)image->w / (float)cache->instOrgBounds.w;
    float scaleY = (float)image->h / (float)cache->instOrgBounds.h;

    // Do internal calculations when dirty
    if (image->base.dirty) {

        mat4 matScale;
        mat4 matRotate;
        mat4 matModelView;
        mat4 matProjection;

        matrixRotateZ(image->angle, matRotate);

        matrixScale(scaleX , scaleY  * -1, 0, matScale);

        matrixMultiply(matRotate, matScale, matModelView);

        // Determine X and Y within this instrument's viewport
        float offsetX = ((float)cache->instOrgBounds.w - (float)image->w) / 2 / (float)cache->instOrgBounds.w;
        float offsetY = ((float)cache->instOrgBounds.h - (float)image->h) / 2 / (float)cache->instOrgBounds.h;

        float translateX = ( ((float)image->x / (float)cache->instOrgBounds.w) - offsetX) * 2;
        float translateY = ( ( ( (float)cache->instOrgBounds.h - (float)image->y - (float)image->h ) / (float)cache->instOrgBounds.h) - offsetY) * -2;

        matrixTranslate(translateX, translateY*-1, -2.4,matModelView);

        //matrixPerspective(45.0, 0.1, 100.0, (double)cache->instOrgBounds.w/(double)cache->instOrgBounds.h, matProjection);
        matrixOrthographic(-1, 1, -1, 1, matProjection);

        matrixMultiply(matProjection, matModelView, image->glMatrix);

        image->base.dirty = 0;
    }

    glUseProgram(program);

    glViewport(cache->instBounds.x * cache->masterScaleX,
               cache->instBounds.y * cache->masterScaleY,
               cache->instBounds.w * cache->masterScaleX,
               cache->instBounds.w * cache->masterScaleX);

    glUniformMatrix4fv(matrixUniform, 1, GL_FALSE, image->glMatrix);

    // Load texture
    glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, image->texture);

    glDrawArrays(GL_TRIANGLE_STRIP, 0, 4);
}

Answer 1

您使用什么框架/库进行矩阵乘法？

首先需要考虑的事情取决于您的矩阵表示(例如行优先与列优先以及后乘与预乘)。您使用的库规定了这一点；固定函数 OpenGL(glMultMatrix (...) et al.)是列优先和后乘法。大多数基于 OpenGL 的框架都遵循传统，但也有一些异常(exception)，例如 OpenTK。传统的矩阵乘法按以下顺序完成:

1. Translation
2. Scaling
3. Rotation

但是由于后乘列主矩阵的性质(矩阵乘法是不可交换的)，操作实际上是从下到上发生的。即使您在旋转乘法之前进行平移乘法，但旋转实际上会应用于预翻译的坐标。

实际上，假设您的矩阵库遵循 OpenGL 约定，您将执行相反的矩阵乘法顺序。