第04課：旋轉 (參照NeHe)

這次教程中，我們將在第03課的基礎上，教大家如何旋轉三角形和四邊形。我們將讓三角形沿y軸旋轉，四邊形沿x軸旋轉，最終我們能得到一個三角形和四邊形自動旋轉的場景。

程式執行時效果如下：

下面進入教程：

首先開啟myglwidget.h檔案，我們需要增加兩個變數來控制這兩個物件的旋轉。這兩個變數加在類的私有宣告處，將類宣告更改如下：

#ifndef MYGLWIDGET_H
#define MYGLWIDGET_H

#include <QWidget>
#include <QGLWidget>

class MyGLWidget : public QGLWidget
{
    Q_OBJECT
public:
    explicit MyGLWidget(QWidget *parent = 0);
    ~MyGLWidget();

protected:
    //對3個純虛擬函式的重定義
    void initializeGL();
    void resizeGL(int w, int h);
    void paintGL();

    void keyPressEvent(QKeyEvent *event);           //處理鍵盤按下事件

private:
    bool fullscreen;                                //是否全屏顯示
    
    GLfloat m_rtri;                                 //控制三角形的角度
    GLfloat m_rquad;                                //控制四邊形的角度
};

#endif // MYGLWIDGET_H
 

我們增加了兩個浮點型別的變數，使得我們能夠非常精確地旋轉物件，你漸漸會發現浮點數是OpenGL程式設計的基礎。新變數中叫做m_rtri的用來旋轉三角形，m_rquad旋轉四邊形。

接下來，我們需要開啟myglwidget.cpp，在建構函式中對兩個新變數進行初始化，這部分很簡單，不作過多解釋，程式碼如下：

MyGLWidget::MyGLWidget(QWidget *parent) :
    QGLWidget(parent)
{
    fullscreen = false;    
    m_rtri = 0.0f;
    m_rquad = 0.0f;
}

然後進入重點的paintGL()函數了，我們只需在第03課程式碼的基礎上，做一定的修改，就能實現三角形和四邊形的旋轉了。

下面我將重寫整個paintGL()函式，具體程式碼如下：

void MyGLWidget::paintGL()                              //從這裡開始進行所以的繪製
{
    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT); //清除螢幕和深度快取
    glLoadIdentity();                                   //重置當前的模型觀察矩陣

    glTranslatef(-1.5f, 0.0f, -6.0f);                   //左移1.5單位，並移入螢幕6.0單位
    glRotatef(m_rtri, 0.0f, 1.0f, 0.0f);                //繞y軸旋轉三角形
    glBegin(GL_TRIANGLES);                              //開始繪製三角形
        glColor3f(1.0f, 0.0f, 0.0f);                    //設定當前色為紅色
        glVertex3f(0.0f, 1.0f, 0.0f);                   //上頂點
        glColor3f(0.0f, 1.0f, 0.0f);                    //設定當前色為綠色
        glVertex3f(-1.0f, -1.0f, 0.0f);                 //左下
        glColor3f(0.0f, 0.0f, 1.0f);                    //設定當前色為藍色
        glVertex3f(1.0f, -1.0f, 0.0f);                  //右下
    glEnd();                                            //三角形繪製結束

    glLoadIdentity();                                   //重置模型觀察矩陣
    glTranslatef(1.5f, 0.0f, -6.0f);                    //右移1.5單位，並移入螢幕6.0單位
    glRotatef(m_rquad, 1.0f, 0.0f, 0.0f);               //繞x軸旋轉四邊形
    glColor3f(0.5f, 0.5f, 1.0f);                        //一次性將當前色設定為藍色
    glBegin(GL_QUADS);                                  //開始繪製四邊形
        glVertex3f(-1.0f, 1.0f, 0.0f);                  //左上
        glVertex3f(1.0f, 1.0f, 0.0f);                   //右上
        glVertex3f(1.0f, -1.0f, 0.0f);                  //左下
        glVertex3f(-1.0f, -1.0f, 0.0f);                 //右下
    glEnd();                                            //四邊形繪製結束

    m_rtri += 0.5f;                                     //增加三角形的旋轉變數
    m_rquad -= 0.5f;                                    //減少四邊形的旋轉變數
}
 

上面的程式碼繪製三角形時多了一新函式glRotatef(Angle, Xvector, Yvector, Zvector)。該函式負責讓物件繞某個軸旋轉，這個函式有諸多用處。Angle通常是個變數代表物件轉過的角度，後三個引數則共同決定旋轉軸的方向。故(1.0f, 0.0f, 0.0f)、(0.0f, 1.0f, 0.0f)、(0.0f, 0.0f, 1.0f)表示依次繞x、y、z軸旋轉，參照此原理，我們也能實現四邊形的旋轉。

我們會發現畫完三角形後，相比原來的程式碼多了一行glLoadIdentity()，目的是為了重置模型觀察矩陣。如果我們沒有重置，直接呼叫glTranslate的話，會發現可能沒有朝著我們所希望的方向旋轉，這是由於座標軸以前已經旋轉了。所以我們本來要左右移動物件的，可能就變成上下移動了。還不理解的朋友可以試著將glLoadIdentity()試註釋掉之後，看會出現什麼結果。

重置模型觀察矩陣之後，x、y、z軸都復位，我們呼叫glTranslate時只向右移動了1.5單位，而不是之前的3.0單位。因為我們重置場景的時候，焦點又回到了場景的中心，這樣只需右移單位即可。

最後我們通過增加m_rtri和減少m_rquad使得物體自己旋轉起來，我們可以嘗試改變程式碼中的+和-，來體會物件旋轉的方向是如何改變的。並嘗試著將0.5改成4.0,。這個數字越大，物體就轉得越快，這個數字越小，物體轉的就越慢。

至此，我們似乎已經完成了，但是執行程式時發現，三角形和四邊形並沒有自動旋轉起來。這是由於paintGL()被呼叫一次之後，沒有發生其他的事件使得它被自動呼叫。我們可以通過拉伸視窗的大小，發現三角形和四邊形就動起來了，這是由於我們改變了視窗大小，呼叫了reszieGL()之後緊接著呼叫了paintGL()對場景進行重繪。顯然，我們不能一直通過拉伸視窗來實現旋轉，這樣顯得很拙，我們可以在建構函式中利用Qt的定時器事件來控制paintGL()的呼叫。先在myglwidget.cpp中新增標頭檔案#include <QTimer>。建構函式程式碼如下：（具體initializeGL()、reszieGL()、paintGL()的呼叫情況請參見）

MyGLWidget::MyGLWidget(QWidget *parent) :
    QGLWidget(parent)
{
    fullscreen = false;
    m_rtri = 0.0f;
    m_rquad = 0.0f;

    QTimer *timer = new QTimer(this);                   //建立一個定時器
    //將定時器的計時訊號與updateGL()繫結
    connect(timer, SIGNAL(timeout()), this, SLOT(updateGL()));
    timer->start(10);                                   //以10ms為一個計時週期
}

這裡將定時器的timeout()訊號與updateGL()槽繫結，每過10ms就會呼叫一次updateGL()，而updateGL()呼叫後會呼叫paintGL()對場景進行重繪，這樣就通過對場景不停地重繪實現物件的旋轉。（對Qt定時器不瞭解的朋友請先百度瞭解下其機制）
現在就可以執行程式看效果了！