[ Opengl ] World Transform
World transform
행렬과 벡터를 통한 transform 구현
1. 행렬, 벡터
행렬, 벡터 구현
1
2
3
4
5
class Matrix4
{
public:
float arr[4][4];
};
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
class Vector4
{
public:
float x, y, z, w;
Vector4(float v[4])
{
x = v[0];
y = v[1];
z = v[2];
w = v[3];
}
};
전치 행렬과 연산자 중복(operator overloading)을 통한 행렬곱, 행렬벡터곱 구현
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
Matrix4 identityMatrix()
{
Matrix4 m;
for (int i = 0; i < 4; i++)
{
for (int j = 0; j < 4; j++)
{
if (i == j)
{
m.arr[i][j] = 1;
}
else
{
m.arr[i][j] = 0;
}
}
}
return m;
}
Vector4 Matrix4::operator*(Vector4 v)
{
Vector4 ret;
ret.x = v.x * arr[0][0] + v.y * arr[0][1] + v.z * arr[0][2] + v.w * arr[0][3];
ret.y = v.x * arr[1][0] + v.y * arr[1][1] + v.z * arr[1][2] + v.w * arr[1][3];
ret.z = v.x * arr[2][0] + v.y * arr[2][1] + v.z * arr[2][2] + v.w * arr[2][3];
ret.w = v.x * arr[3][0] + v.y * arr[3][1] + v.z * arr[3][2] + v.w * arr[3][3];
return ret;// (ret.x, ret.y, ret.z, ret.w);
}
Matrix4 operator*(const Matrix4 m, const Matrix4 n)
{
Matrix4 ret;
for (int i = 0; i < 4; i++)
{
for (int j = 0; j < 4; j++)
{
for (int k = 0; k < 4; k++)
{
ret.arr[i][j] += m.arr[i][k] * n.arr[k][j];
}
}
}
return ret;
}
2. 변환
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
#define PI 3.1415926;
Matrix4 scaleMatrix(float x, float y, float z)
{
Matrix4 m;
m = identityMatrix();
m.arr[0][0] = x;
m.arr[1][1] = y;
m.arr[2][2] = z;
return m;
}
Matrix4 translateMatrix(float x, float y, float z)
{
Matrix4 m;
m = identityMatrix();
m.arr[0][3] = x;
m.arr[1][3] = y;
m.arr[2][3] = z;
return m;
}
Matrix4 xRotateMatrix(float angle)
{
Matrix4 m;
m = identityMatrix();
float c = cos(angle * PI / 180);
float s = sin(angle * PI / 180);
m.arr[1][1] = c;
m.arr[1][2] = -s;
m.arr[2][1] = s;
m.arr[2][2] = c;
return m;
}
Matrix4 yRotateMatrix(float angle)
{
Matrix4 m;
m = identityMatrix();
float c = cos(angle * PI / 180);
float s = sin(angle * PI / 180);
m.arr[0][0] = c;
m.arr[0][2] = s;
m.arr[2][0] = -s;
m.arr[2][2] = c;
return m;
}
Matrix4 zRotateMatrix(float angle)
{
Matrix4 m;
m = identityMatrix();
float c = cos(angle * PI / 180);
float s = sin(angle * PI / 180);
m.arr[0][0] = c;
m.arr[0][1] = -s;
m.arr[1][0] = s;
m.arr[1][1] = c;
return m;
}
3. 렌더링
변환 발생 시 화면 픽셀 정보를 초기화하여 중복 현상을 방지한다.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
void Renderer::clearCheckImage()
{
for (int i = 0; i < checkImageHeight; i++)
{
for (int j = 0; j < checkImageWidth; j++)
{
checkImage[i][j][0] = (GLubyte)0;
checkImage[i][j][1] = (GLubyte)0;
checkImage[i][j][2] = (GLubyte)0;
}
}
}
변환을 각 vertex에 전달하여 렌더한다.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
void Renderer::applyMatrix(Matrix4 m
{
Matrix4 m1 = identityMatrix();
m1.arr[0][0] = 320;
m1.arr[0][3] = 320;
m1.arr[1][1] = 240;
m1.arr[1][3] = 240;
for (int i = 0; i < m_nNumVertex; i++)
{
Vector4 v(m_vertex[i], 1);
v = m * v;
v = m1 * v;
m_tramsformedVertex[i][0] = v.x / v.w;
m_tramsformedVertex[i][1] = v.y / v.w;
m_tramsformedVertex[i][2] = v.z / v.w;
}
}
void Renderer::render()
{
clearCheckImage();
applyMatrix(m_world);
for (int i = 0; i < m_nNumFace; i++)
{
clearEdgetable();
buildEdgetable(i);
fill(m_face[i].m_color);
}
}
4. Main 함수
키보드 입력에 따라 일정 값에 따른 변환을 구현하였다.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
int main(int argc, char** argv)
{
g_renderer.readFile("model.msh");
glutInit(&argc, argv);
glutInitDisplayMode(GLUT_SINGLE | GLUT_RGBA);
glutInitWindowSize(640, 480);
glutInitWindowPosition(100, 100);
glutCreateWindow(argv[0]);
init();
glutDisplayFunc(display);
glutReshapeFunc(reshape);
//키보드 입력에 따른 변환 구현
glutKeyboardFunc(keyboard);
glutMainLoop();
return 0;
}
void keyboard(unsigned char key, int x, int y)
{
switch (key) {
case 'q':
g_renderer.scale(0.5f, 0.5f, 0.5f);
g_renderer.clearGlubyte();
//윈도우 재생 호출
glutPostRedisplay();
break;
case 'Q':
g_renderer.scale(2.0f, 2.0f, 2.0f);
g_renderer.clearGlubyte();
glutPostRedisplay();
break;
case 'w':
g_renderer.translate(2.0f, 0, 0);
g_renderer.clearGlubyte();
glutPostRedisplay();
break;
case 'W':
g_renderer.translate(-2.0f,0,0 );
g_renderer.clearGlubyte();
glutPostRedisplay();
break;
case 'a':
g_renderer.translate(0, 2.0f, 0);
g_renderer.clearGlubyte();
glutPostRedisplay();
break;
case 'A':
g_renderer.translate(0, -2.0f, 0);
g_renderer.clearGlubyte();
glutPostRedisplay();
break;
case 'i':
g_renderer.rotateX(30.0f);
g_renderer.clearGlubyte();
glutPostRedisplay();
break;
case 'o':
g_renderer.rotateY(30.0f);
g_renderer.clearGlubyte();
glutPostRedisplay();
break;
case 'p':
g_renderer.rotateZ(30.0f);
g_renderer.clearGlubyte();
glutPostRedisplay();
break;
case 27:
exit(0);
break;
default:
break;
}
}
5. 출력
이를 통해 렌더링 시, 아래와 같은 결과의 이미지의 출력을 화면에서 확인할 수 있었다.
이 기사는 저작권자의 CC BY 4.0 라이센스를 따릅니다.