サンプル３

今回は、３次元空間で、図形の位置や向きを自由に変えられるようにしましょう。

目次
サンプルプログラム移動と回転を理解する sample03.c

早速ですが、サンプルプログラムを見てください。今回の目玉は、以下の関数です。

void glTranslatef(GLfloat x, GLfloat y, GLfloat z)

平行移動します。

void glRotatef(GLfloat angle, GLfloat x, GLfloat y, GLfloat z)

その場での回転。(x,y,z)というベクトルを軸にして、角度angle度だけ回転します。回転の方向は、右ネジの方向です。

今回は使っていませんが、似たような使い方をする関数として、次のような関数があります。

void glScalef(GLfloat x, GLfloat y, GLfloat z)

拡大・縮小をします。

それから、座標変換用の行列を操作する関数として、次の２つを使っています。

void glPushMatrix(void)
void glPopMatrix(void)

glPushMatrix()を呼ぶと、呼ばれた時の行列を保存し、glPopMatrix()を呼ぶと、glPushMatrix()を呼ぶ前の行列の状態に戻します。当然のことながら、glPushMatrix()とglPopMatrix()は対で呼ばれなければなりません。

ちなみに、
void glVertex3fv(const GLfloat *v)

ポリゴンが増えてくると、glVertex3f()では頂点を指定するのがめんどくさくなってきます。こういうときは、glVertex3fv()を使った方がすっきりするでしょう。

そのほかのコードは、サンプル２と基本的に同じです。

最初のうちは、平行移動と回転が組み合わされると混乱すると思いますが、次のようにして考えるとわかりやすいと思います。

glTranslatef()	=	今の座標系を基準に、座標系を平行移動
glRotatef()	=	今の座標系の原点を中心に、座標系を回転

これだけではわかりにくいので、サンプルプログラムを例にとって解説してみます。まず、display_func()の中を見てください。
*図は、ｙ軸の正の方向(画面の上の方)からみたものです。

まず、glPushMatrix()をした時点では、座標系は、視点のところに固定されています。（サンプル１の解説を参照）

ここで、glTranslatef(0.0, 0.0, -15.0)を呼ぶと、現在の座標系（図では色の着いた座標系）のｚ軸方向に、座標系を移動します。

さらに、座標系が移動した状態で、glRotatef(30, 0.0, 1.0, 0.0)を呼ぶと、現在の座標系の原点を中心に、座標系を回転します。

最後に、移動して回転した後の座標系の上に赤い立方体を描きます。結果として、立方体は、視点の正面に、３０度左を向いた状態で描かれます。

今度は、先にglRotatef()を呼んで次に、glTranslatef()を呼んでいます。
まず、最初の状態では、上と同じように座標系は視点に固定されています。

ここで、glRotatef(10, 0.0, 1.0, 0.0)を呼ぶと、その場で座標系が回転します。

さらに、glTranslatef(0.0, 0.0, -20.0)を呼ぶと、回転した座標系のｚ軸方向に座標系を移動します。

そして、そこに、立方体を描きます。結果として、立方体は、視点から左の奥の方に描かれます。

この例で、座標系を平行移動するとか、座標系を回転させるという意味がわかっていただけたでしょうか？

次回はいよいよ３Ｄのアニメーションです。でも、その前に今回のglTranslatef()とglRotatef()をしっかり理解しておいてください。これが理解できないと、アニメーションさせるときに、どんな風に動かしたかったら、どんな風にプログラムを書いたらいいかわからないでしょう。