gluProject詳解

1、gluProject 詳解gluProject zz/ glGetDoublev(GL_PROJECTION_MATRIX, matP);/ glGetDoublev(GL_MODELVIEW_MATRIX, matM);/ glGetIntegerv(GL_VIEWPORT, portV);/ gluProject(0.0, 0.0, 0.0, / matM, matP, / portV , / & winx, &winy, &winz);/ /gluUnProject(GLdouble)disp_range0,(GLdouble)disp_r

2、ange 1,0.84,matM,matP,portV ,&winx,&winy,&winz)/ printf("%lf %lf %lfn", winx, winy, winz);在使用 OpenGL 進行三維建模工作的時候， gluProject 無疑是 必須使用的最重要的函數之一，但是我在很長一段時間內 直沒有弄明白這個函數的內在工作過程，相信很多作相關研 究的新手也并不真正清楚（我本身也是新手）。OpenGL紅寶 書中的相關講解也只是針對函數的用途、參數、注意事項等 的說明。當我們需要自己需要加載定標參數來寫一個新的投

3、影函數，或者說將我們定標得到的原始參數擴展成為符合OpenGL 對應的模型視圖矩陣、 投影矩陣、 視口向量的時候， 我們必須知道 OpenGL 的這個函數究竟是如何工作的。本文 只就 gluProject 的工作過程進行分析，對于各種定標參數矩 陣的擴展等內容將在以后的文章中說明。先來揭秘一下 gluProject 函數的本來面目（源代碼）view plaincopy to clipboardprint?static void transform_point(GLdouble out4, const GLdouble m16, const GLdouble in4)#define M(row,

4、col) mcol*4+rowout0 =M(0, 0) * in0 + M(0, 1) * in1 + M(0, 2) * in2 +M(0, 3) * in3;out1 =M(1, 0) * in0 + M(1, 1) * in1 + M(1, 2) * in2 +M(1, 3) * in3;out2 =M(2, 0) * in0 + M(2, 1)* in1 + M(2, 2) * in2 +M(2, 3) * in3;out3 =M(3, 0) * in0 + M(3, 1)* in1 + M(3, 2) * in2 +M(3, 3) * in3;#undef MOpenGL API

5、文檔 )/ gluProject source code ( 說明見GLint gluProject(GLdouble objx, GLdouble objy, GLdouble objz, const GLdouble modelMatrix16,const GLdouble projMatrix16, constGLint viewport4,GLdouble *winx, GLdouble *winy,GLdouble *winz)/ matrice transformationGLdouble in4, out4;/initialize matrice and column vecto

6、r as a transformer in0 = objx;in1 = objy;in2 = objz;in3 = 1.0;transform_point(out, modelMatrix, in);/ 乘以模型視圖矩陣transform_point(in, projMatrix, out); /乘以投影矩陣 / 齊次向量的第四項不能為 0 if(in3 = 0.0)return GL_FALSE;/向量齊次化標準化 in0 /= in3;in1 /= in3;in2 /= in3;/視口向量的作用 *winx = viewport0 + (1 + in0) * viewport2 / 2;*

7、winy = viewport1 + (1 + in1) * viewport3 / 2;*winz = (1 + in2) / 2;return GL_TRUE;從這個源碼中我們可以看出以下幾點：1 ）觀察 transform_point 函數中矩陣元素和列向量的相乘過程可知，這個矩陣是被轉置后再和列向量相乘的。這就是為 什么說 OpenGL 的矩陣相乘是遵循列主元的，而我們使用gluProject 函數的時候輸入的矩陣參數卻是按照行主元的方 式。2）從列向量被變換的順序可以看出，一個齊次表示的3D點是先經過模型矩陣變換 （蘊含照相機的位移、 旋轉、 縮放等 幾何變換 ），在進行投影變換 （

8、蘊含照相機的內參數，即本身的參數 ），最后使用視口向量將齊次表示的 2D 點限定在當前的視口內。3）根據函數的輸入輸出可以看出，輸入的 3D 點是通過直接將向量的第四個元素 in3 賦值為 1 而齊次化的， 輸出的齊 次表示其實是（ winx,winy,1 ）。 winz 并不是投影在視口內的2D 坐標的齊次表示的第三個元素，它攜帶的含義是多方面 的：表面上看來，它表示了在視口上的深度值；實際上，它 是由于照相機參數的不精確性（所有照相機模型都是對實際 照相機的模擬，因而不可能完全精確的表達照相機本身）和 矩陣相乘過程中的計算誤差所造成的；因此假如照相機參數 對照相機的建模是完美的，并且計算過程是沒有誤差的，那 么 winz 的最終結果應該是 0 ，在實際的計算中此參數所返回 的值也應該是一個逼近于 0 的數，這個數的大小反映了誤差 的總量。所以我們在使用 gluProject 時通常不必關心 winz 返 回的參數。4）對于返回的（ winx,winy ），論壇上曾有朋友發(fā)問說為什 么得到的投影點和實際的點是關于圖像上下倒置