纯 C 中的 glRotatef

Question

我在用纯 C 编写 glRotatef 的替代函数时遇到问题。我需要实现参数为：点列表、角度和旋转向量的函数。函数必须 return 旋转后的点列表。我的函数如下所示：

void rotate(float * current, float a, float x, float y, float z)
{
    float sina = sinf(a);
    float cosa = cosf(a);
    float rotateMatrix[9] = //creating rotate matrix
    {
        x*x*(1-cosa) + cosa,    x*y*(1-cosa) - z*sina,  x*z*(1-cosa) + y*sina,
        y*x*(1-cosa) + z*sina,  y*y*(1-cosa) + cosa,    y*z*(1-cosa) - x*sina,
        z*x*(1-cosa) - y*sina,  z*y*(1-cosa) + x*sina,  z*z*(1-cosa) + cosa
    };
    float *resultVertexList = current; //temporary help
    int i;
    for(i=0;current[i] != 0;i++) //multiplying CURRENT_MATRIX * ROTATE_MATRIX
    {
        int currentVertex = (i/3) * 3;
        int rotateColumn = i%3;
        resultVertexList[i] =
        current[currentVertex] * rotateMatrix[rotateColumn] +
        current[currentVertex+1] * rotateMatrix[rotateColumn+3] +
        current[currentVertex+2] * rotateMatrix[rotateColumn+6];
    }
    current = resultVertexList;
}

我在这里这样称呼它：rotate(current, M_PI/10, 0, 1, 0);

之后，我使用 current 个点列表并使用 openGL 简单地绘制它们。为了进行测试，我尝试旋转代表立方体的点列表。它会旋转，但随着 rotate 函数的每一次调用，它都会缩小。我不知道为什么。查看一些屏幕截图：

多次调用rotate函数后缩小到一点。

我做错了什么？

Answer 1

这行代码：

float *resultVertexList = current; //temporary help

不复制您的顶点列表。您只是将指针复制到列表中，因此在此之后您有两个指向同一个列表的指针。因此，以下循环使用已经旋转的 x/y 坐标来计算新的 y/z 坐标，这显然是错误的。

我也想知道你的终止条件：

current[i] != 0

这没有错，但它会阻止您使用零坐标的任何顶点。相反，我建议使用一个额外的参数来显式传递顶点数。

我也会按顶点而不是按坐标旋转，这样更自然也更容易理解：

void rotate(float * current, int vertexCount, float a, float x, float y, float z)
{
    float sina = sinf(a);
    float cosa = cosf(a);
    float rotateMatrix[9] =
    {
        x*x*(1 - cosa) + cosa, x*y*(1 - cosa) - z*sina, x*z*(1 - cosa) + y*sina,
        y*x*(1 - cosa) + z*sina, y*y*(1 - cosa) + cosa, y*z*(1 - cosa) - x*sina,
        z*x*(1 - cosa) - y*sina, z*y*(1 - cosa) + x*sina, z*z*(1 - cosa) + cosa
    };

    int i;
    for (i = 0; i < vertexCount; ++i)
    {
        float* vertex = current + i * 3;

        float x = rotateMatrix[0] * vertex[0] + rotateMatrix[1] * vertex[1] + rotateMatrix[2] * vertex[2];
        float y = rotateMatrix[3] * vertex[0] + rotateMatrix[4] * vertex[1] + rotateMatrix[5] * vertex[2];
        float z = rotateMatrix[6] * vertex[0] + rotateMatrix[7] * vertex[1] + rotateMatrix[8] * vertex[2];

        vertex[0] = x;
        vertex[1] = y;
        vertex[2] = z;
    }
}

Answer 2

您实现矩阵向量乘法的方式非常粗糙，而且 - 更重要的是 - 完全错误。

问题是您覆盖了您仍然需要的数据。因此，在第一次交互中，您有效地写入 current[0] （并且您的 resultVertexList 指针根本没有帮助。它指向您的唯一一个数据副本，直接就地覆盖它. 在接下来的两次迭代中，将使用 current[0] 的新值，而不是原来的

我建议您简单地实现一个简单的 mat3 * vec3 函数，它可以很容易地在循环中调用，并且注意不要覆盖它仍然需要的数据。

纯 C 中的 glRotatef

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