目前在OpenGL中，矩陣的變換主要涉及兩種觀察方式：

• 觀察者不動(dòng)，物體動(dòng)
• 觀察者動(dòng)，物體不動(dòng)

兩種方式涉及步驟大致總結(jié)如下：

• ChangeSize函數(shù)
  設(shè)置投影方式，得到投影矩陣，并往矩陣堆棧中壓入一個(gè)單元矩陣（單元矩陣的壓入可省略）

    //創(chuàng)建投影矩陣，并將它載入投影矩陣堆棧中
    viewFrustum.SetPerspective(35.0f, float(w)/float(h), 1.0f, 500.0f);
    projectionMatrix.LoadMatrix(viewFrustum.GetProjectionMatrix());
    //調(diào)用頂部載入單元矩陣
    modelViewMatrix.LoadIdentity();

• SetupRC函數(shù)
  設(shè)置觀察者的位置
• SpecialKeys函數(shù)
  決定物體/觀察者圍繞旋轉(zhuǎn)的坐標(biāo)軸
• RenderScene函數(shù)
  完成矩陣的相應(yīng)變換：入棧、相乘、出棧

下面我們來分別說說兩種方式的區(qū)別

觀察者不動(dòng)，物體動(dòng)

觀察者不動(dòng)，物體動(dòng)

在05_OpenGL 點(diǎn)/線/線段/線環(huán)/金字塔/六邊形/圓柱的副本（觀察者不動(dòng)，物體動(dòng)-objectFrame）的代碼中

• 設(shè)置觀察者的位置
  ==> GLFrame中默認(rèn)的方向是z軸的負(fù)方向 -- （0.0f, 0.0f, -1.0f）
  ==> 參數(shù)：表示離屏幕之間的距離。 負(fù)數(shù)，是往屏幕后面移動(dòng)；正數(shù)，往屏幕前面移動(dòng)

cameraFrame.MoveForward(-15.0f);

• 在SpecialKeys函數(shù)中，進(jìn)行旋轉(zhuǎn)是物體

例如，按上鍵位，物體圍繞x軸旋轉(zhuǎn) -5度

objectFrame.RotateWorld(m3dDegToRad(-5.0f), 1.0f, 0.0f, 0.0f);

• RenderScene函數(shù)中，同時(shí)涉及觀察者矩陣和物體矩陣的變換
  因?yàn)橛^察者設(shè)置位置時(shí)，往屏幕后面平移了15個(gè)像素點(diǎn)，所以觀察者發(fā)生了變化
  在我們選中特殊鍵位移動(dòng)圖形時(shí)，物體進(jìn)行了旋轉(zhuǎn)，所以物體也發(fā)生了變化
  因此最后所需的mvp矩陣，需要按照壓棧cameraFrame- 壓棧objectFrame - 投影矩陣這個(gè)順序進(jìn)行矩陣變換，這個(gè)順序是OpenGL規(guī)定的，且順序是不能交換的，因?yàn)榫仃囅喑瞬粷M足交換律， 即 矩陣A * 矩陣B != 矩陣B * 矩陣A

    //壓棧
    modelViewMatrix.PushMatrix();
    M3DMatrix44f mCamera;
    cameraFrame.GetCameraMatrix(mCamera);

    //矩陣乘以矩陣堆棧的頂部矩陣，相乘的結(jié)果隨后簡(jiǎn)存儲(chǔ)在堆棧的頂部
    modelViewMatrix.MultMatrix(mCamera);
    
    M3DMatrix44f mObjectFrame;
    //只要使用 GetMatrix 函數(shù)就可以獲取矩陣堆棧頂部的值，這個(gè)函數(shù)可以進(jìn)行2次重載。用來使用GLShaderManager 的使用。或者是獲取頂部矩陣的頂點(diǎn)副本數(shù)據(jù)
    objectFrame.GetMatrix(mObjectFrame);
    
    //矩陣乘以矩陣堆棧的頂部矩陣，相乘的結(jié)果隨后簡(jiǎn)存儲(chǔ)在堆棧的頂部
    modelViewMatrix.MultMatrix(mObjectFrame);
    
    shaderManager.UseStockShader(GLT_SHADER_FLAT, transformPipeline.GetModelViewProjectionMatrix(), vBlack);

其中矩陣堆棧的變化過程如下：

矩陣堆棧的變化過程

• PushMatrix()函數(shù)，根據(jù)源碼分析可知：在沒有任何參數(shù)的情況下，矩陣堆棧會(huì)將棧頂單元矩陣拷貝一份，并將拷貝的單元矩陣入棧

  
  
  PushMatrix函數(shù)源碼

觀察者動(dòng)，物體不動(dòng)

觀察者動(dòng)，物體不動(dòng)

在Demo05_OpenGL 點(diǎn)/線/線段/線環(huán)/金字塔/六邊形/圓柱的副本（觀察者動(dòng)，物體不動(dòng)-cameraFrame）代碼中

• 設(shè)置觀察者的位置
  此時(shí)的objectFrame是指觀察者，并不是物體

objectFrame.MoveForward(15.0f);

• 在SpecialKeys函數(shù)中，進(jìn)行旋轉(zhuǎn)是觀察者

objectFrame.RotateWorld(m3dDegToRad(-5.0f), 1.0f, 0.0f, 0.0f);

• RenderScene函數(shù)中，僅涉及觀察者的矩陣變換
  ==> 設(shè)置觀察者位置時(shí)，觀察者平移了15個(gè)像素點(diǎn)
  ==> 特殊鍵位觸發(fā)時(shí)，觀察者繞著相應(yīng)的軸旋轉(zhuǎn)了一定的弧度
  ==> 所以objectFrame不僅記錄了往前移動(dòng)的狀態(tài)，還記錄了旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)臺(tái)，所以只需要將objectFrame載入矩陣堆棧即可， 即 把往前的變化、旋轉(zhuǎn)的變化都 放入 模型矩陣堆棧中

modelViewMatrix.PushMatrix(objectFrame);
shaderManager.UseStockShader(GLT_SHADER_FLAT, transformPipeline.GetModelViewProjectionMatrix(), vBlack);

其中矩陣堆棧的變化過程如下：

矩陣堆棧的變化過程

觀察者矩陣中包含了觀察者的所有變換，會(huì)直接在變換管道中完成矩陣相乘，最后通過變換管道得到mvp矩陣。

總結(jié)
其實(shí)選擇哪種觀察方式，還是需要結(jié)合需求，個(gè)人建議，哪種方便用哪個(gè)

• 在觀察者不動(dòng)，物體動(dòng)時(shí)，觀察者也并非是一動(dòng)不動(dòng)，需要調(diào)整一個(gè)好的觀察位置
• 觀察者動(dòng)，主要?jiǎng)拥氖荲_local，其實(shí)就是通過moveForward方法設(shè)置的觀察者位置
• 物體動(dòng)，主要?jiǎng)拥氖莔vp

疑問

• 在觀察者不動(dòng)，物體動(dòng)時(shí)，為什么不能直接這樣寫modelViewMatrix.PushMatrix(cameraFrame)？

我們從PushMatrix(cameraFrame)的源碼分析可知，如圖所示，傳入push函數(shù)的frame在 PushMatrix方法中獲取的是GetMatrix，而我們需要的是GetCameraMatrix，所以不能直接將cameraFrame直接push到矩陣堆棧中

源碼分析

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