2023電腦圖學二甲: 熱血的小葉老師慢慢教圖學 Week05 特定軸轉動

# Week05

1. 主題: T-R-T 對特定軸轉動

2. 複習: 移動-旋轉 vs 旋轉-移動, 縮放

3. 主題: 矩陣 Matrix 1 2 3 4 5

4. 實作: 機器手臂的轉動

step01-0

## step01-0_老師介紹 Blogger, GitHub, Leetcode, 累積你的作品

step01-1

## step01-1_看課本的範例, 下載 jsyeh.org 的 3dcg10 裡的範例, 重新理解 T-R vs. R-T 的差別。理解程式碼的方法左耳碰左肩從下往上讀。我們試出了「移動到右邊的」「轉動」「長胖的」「藍色的車子」

```cpp

glTranslatef(0.7, 0, 0); //移動到右邊的

glRotatef(轉轉轉, 0, 1, 0); //轉動

glScalef(1.5, 1, 1); //長胖的

glBegin(...); //藍色的車子

...

step01-2

step01-2_如果把範例的 Translate與Rotate交換的話, 則是另一個故事。轉動那行, 其實一直都是把整個世界繞著中心轉動。移動的效果, 是把整個世界往右移動。程式碼的順序不同時, 結合出來的效果不同。你可以用吃喜宴辦桌時, 桌上的大圓盤來思考, 車子被稿到右邊後, 轉動的結果, 好像有一盤菜, 在大家的面前繞世界一圈

step02-1

step02-1_要開啟CodeBlocks新增GLUT專案,存成 week05-1_TRT_rotate_translate 讓它轉動出效果(對Z軸)。在程式碼裡, 對Z軸轉動, 還有往右移動。但順序不同, 分別用不同的紅色、綠色畫出的茶壼,來看最後一步造成的效果

```cpp

///Week05-1_TRT_rotate_translate 對z軸轉

///先把你上週的 week04-1 拿來用 (GitHub上面有哦)

#include <GL/glut.h>

float angle = 0;

void display()

{

glClear( GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT ); ///清背景

glColor3f(0, 1, 0); ///綠色的

glPushMatrix();

glTranslatef(0.8, 0, 0); ///最後是綠色的移動

glRotatef(angle, 0, 0, 1); ///改對z軸轉

glutSolidTeapot( 0.3 );

glPopMatrix();

glColor3f(1, 0, 0); ///紅色的

glPushMatrix();

glRotatef(angle, 0, 0, 1); ///改對z軸轉 ///最後是紅色的轉動

glTranslatef(0.8, 0, 0);

glutSolidTeapot( 0.3 );

glPopMatrix();

glutSwapBuffers();

angle++; ///step02-1 把角度++

}

int main(int argc, char* argv[] )

{

glutInit(&argc, argv);

glutInitDisplayMode(GLUT_RGB|GLUT_DOUBLE|GLUT_DEPTH);

glutCreateWindow("week04");

glutDisplayFunc(display);

glutIdleFunc(display); ///step02-1 有空idle時,就重畫畫面

glutMainLoop();

}

```

step02-2

## step02-2_想要了解TRT,老師寫了一個展示練習的程式, 可以在裡面畫圖ToDraw, 也可以把程式碼像板子一樣,在右邊移動程式的順序。按空白鍵時, angle 會自動增加。點選右邊的 glTranslatef()後,再點左邊可改變glTranslatef()裡面的值, 用這種方法, 試著移動你畫出來的手臂。最後的成品, 是 T-R-T

```cpp

myDrawObject(0); ///畫出我們的身體與頭

glPushMatrix();

glTranslatef(+0.18, +0.28, 0); //(3) 最後,把會轉動的手臂,掛在肩膀上

glRotatef(angle, 0, 0, 1); //(2) 再世界對z軸轉,手臂擺好後,剛好像關節在轉

glTranslatef(-0.18, -0.28, 0); //(1) 把旋轉中心,放在正中心

myDrawObject(1); //我們要轉動的手臂

glPopMatrix();

myDrawObject(2); //不小心畫錯了, 當沒看到

```