在BlackBerry上使用OpenGL绘图（七）：视图变换：观察点的运动

 

7 视图变换：观察点的运动

对视图的操作主要表现为对观察点的操作，形象的比喻就是在3D世界中摆放“相机”，你可以指定“相机”的位置，也可以指定“相机”镜头的朝向，还可以指定“相机”机身的朝向。在OpenGL中，开发人员可以通过gluLookAt方法设置观察点，不过在标准的OpenGL ES中并没有提供gluLookAt方法的支持。也就是说在标准的OpenGL ES中开发人员不能简单地设置观察点位置和朝向。

 

OpenGL ES中之所之不提供gluLookAt方法，是因为观察点的运动可以通过模型的运动来模拟。回到现实中照相的例子，如果拍照的人希望离所拍的物体更近一些，一种方式是移动照相机，让它更接近物体，另一种效果相同的方式是移动所拍摄的物体，让它们更接近照相机。同样，如果希望拍摄物体的左侧，一种方式是将照相机以物体为原点向左转动90度，另一方式是将物体以自身为原点向右旋转90度，两种方式的效果是相同的。也就是说，在不能对观察点进行调整的情况下，开发人员可以通过模型的调整实现相同的效果。这也是视图变换和模型变换都是通过“GL_MODELVIEW”模式指定的原因。

 

虽然观察点的运动可以通过模型的运动来模拟，但是在很多情况下这种模拟会变得很复杂，而且对开发人员来讲会变得很不直观。幸运的是BlackBerry在net.rim.device.api.opengles包中提供一个OpenGL ES的扩展类，名为GLUtils，可以提供gluLookAt方法的支持。开发人员可以在BlackBerry平台上通过GLUtils.gluLookAt方法直接指定观察点的位置和朝向。

 

gluLookAt方法接受10个参数。第一个参数为需要处理的GL实例。第二个到第四个参数为观察点的X，Y，Z坐标，通过这三个参数可以指定观察点在坐标中的位置。第五个到第七个参数为目标的X，Y，Z坐标，通过这三个参数可以指定观察点的方向，观察点的方向是由观察点自身的坐标位置指向目标的坐标的位置，可以理解为从观察点坐标出发，穿过目标坐标的一条射线。第八个到第十个参数组成一个向量，指定哪个方向为朝上的方向。不指定朝上的方向系统无法确定如何生成图像。比如现实中照相，虽然镜头指向同一个方向，拍摄者可以横着相机拍，也可以竖着相机拍，为了让拍摄者明确拍摄意图，还需要指定相机自身的方向。

 

以下为gluLookAt方法调用的样例：

            net.rim.device.api.opengles.GLUtils.gluLookAt(gl, 0, 0, 3.5f, 0,0, 0, 0, 1, 0);

 

该方法将观察点设置在{0,0,3.5}坐标位置上，观察方向指向坐标{0,0,0}，向上的向量为{0,1,0}。就是将相机放在Z轴的3.5的位置上，镜头指向Z轴的负方向，Y轴正方向为相机朝上的方向。

 

为了改变简化样例中的观察点，可以将gluLookAt方法加入简化样例的render方法中，代码如代码清单18-9：

 

代码清单18-9

gl.glClear(GL10.GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL10.GL_DEPTH_BUFFER_BIT);

            gl.glMatrixMode(GL10.GL_MODELVIEW);

            gl.glLoadIdentity();

            net.rim.device.api.opengles.GLUtils.gluLookAt(gl, 0, 0, 3.5f, 0,0, 0, 0, 1, 0);

 

           

            gl.glTranslatef(0, 0, -3.5f);

            gl.glRotatef(_angle, 1.0f, 1.0f, 0.0f);

            gl.glEnableClientState(GL10.GL_VERTEX_ARRAY);

         gl.glEnableClientState(GL10.GL_NORMAL_ARRAY);

      //...

运行结果如图18-8，从结果中可以看到三角形变小了，之所以变小是因为模型离观察点更远了。

图18-8，简化样例，设置观察点之后

如果开发人员希望实现观察点不断飞离模型的动画，可以用一个变量代替gluLookAt中的第四个参数3.5f，在每次更新的时候将该变量设置成一个更大的数。这样观察点坐标在Z轴上的值不断变大，距离模型就越来越远。

 

虽然这个方法实现的是让观察点不断飞离模型，但对用户而言效果和模型飞离观察点是相同的，事实上用户分不清是模型在运动还是观察点在运动。这里不再给出完整实现的代码，读者可以将它作为一个练习对OpenGLDemo样例进行修改，主要需要完成的工作是定义一个和变量_angle类似的成员变量，在update方法中更新该变量，最后在gluLookAt方法中使用这一变量。要注意的是该变量应该作用在观察点坐标的Z值，如果作用于X值或者是Y值的话会让观察点横着飞或者是竖着飞，最终无法观察到模型。