一、说明
游戏开发中，人机互动机制是必不可少的。输入装置要么操作杆、要么是键盘。视口改变是无论在3D还是2D都要出现的功能，比如，google地图就是一个显然的变视口问题，视口如同一个放大镜在地图上方移动，理论上可以看到地图上所有地方。本篇就模拟实现之。
二、问题提出
我们从3D渲染初期，产生出很多疑问，比如说glViewport是个啥？如何看到该函数在工作。这里我们通过实验的手段，从键盘输入，使得视口不断平移，看到了glViewport的效果。
三、glViewport视觉函数
3.1 函数映射
-
glViewport — 设置视口
glViewport ( GLint x, GLint y, GLsizei width, GLsizei height); -
参数
x，y指定视口矩形的左下角， 以像素为单位。初始值为 （0,0）。 -
描述
glViewport指定x和y后，能够将设备坐标归一坐标，转化为窗口坐标。 假如 ( x n d , y n d ) (x_{nd},y_{nd}) (xnd,ynd)是规范化的设备坐标。 要想获取窗口坐标 ( x w , y w ) (x_w,y_w) (xw,yw)
计算方法如下：
x w = ( x n d + 1 ) ( w i d t h 2 ) + x x_w = (x_{nd}+1)(\frac{width}{2} ) +x xw=(xnd+1)(2width)+x
y w = ( y n d + 1 ) ( h e i g h t 2 ) + y y_w = (y_{nd}+1)(\frac{height}{2} ) +y yw=(ynd+1)(2height)+y
这里x，y是glViewport 函数前两个参数。
void glDepthRange( GLdouble nearVal,
GLdouble farVal);
void glDepthRangef( GLfloat nearVal,
GLfloat farVal);
https://registry.khronos.org/OpenGL-Refpages/gl4/html/glDepthRange.xhtml
3.2 视口的范围查询语句
视口宽度和高度被限定实现的范围。 若要查询此范围，请使用参数 GL_MAX_VIEWPORT_DIMS调用glutGet.如：glutGet( GL_MAX_VIEWPORT_DIMS）
-
错误
GL_INVALID_VALUE如果 或 为负数，则生成。 -
相关联的其它查询获取
GL_VIEWPORT
GL_MAX_VIEWPORT_DIMS
3.3 相配合的其它函数
视口变化后，需要立即调用显示函数实时地改变场景。因此，和两个场景显示函数有密切关系。
- glutPostRedisplay()
- glutDisplayFunc(Draw)
3.4 和相机函数的关系
视口函数和相机位置，都可以设定场景改变。但是有区别：
- 视口坐标对景深无推进、拉远功能。相机位置可以。
- 视口在透视平面上滑动，相机在三维世界坐标任意移动。
- 视口和相机的位置都可以独立移动、相互无制约。
以下相机设定，也有相关联，我们在后文中探讨。
glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
glLoadIdentity();
gluLookAt(posX, posY, posZ, targetX, targetY, targetZ, 0, 1, 0); // eye(x,y,z), focal(x,y,z), up(x,y,z)
四、实现用键盘输入控制视口移动
4.1 实现键盘输入
键盘输入是GLUT库的相关函数，其使用方式范例代码如下：
from OpenGL.GL import *
from OpenGL.GLU import *
from OpenGL.GLUT import *
import sys
import math
px = 300; py = 300
def drawPlayer():
glColor3f(1,1,0)
glPointSize(18)
glBegin(GL_POINTS)
glVertex2i(px,py)
glEnd()
def display():
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT)
drawPlayer()
glutSwapBuffers()
# Here is my keyboard input code
def buttons(key,x,y):
print(key)
global px, py
if key == b'a': # GLUT_KEY_LEFT:
px -= 5
if key == b'd':
px += 5
if key == b'w':
py -= 5
if key == b's':
py += 5
glutPostRedisplay()
def init():
glClearColor(0.3,0.3,0.3,0)
gluOrtho2D(0,624,512,0)
def main():
glutInit(sys.argv)
glutInitDisplayMode(GLUT_DOUBLE | GLUT_RGB)
glutInitWindowSize(624, 512)
window = glutCreateWindow("Raycaster in python")
init()
glutDisplayFunc(display)
glutKeyboardFunc(buttons)
glutSpecialFunc(buttons)
glutMainLoop()
if __name__ == "__main__":
main()