10.10節書中給出了一個程序示例，有一個填充正方形，從側面的角度觀察並畫到屏幕上。

　　圖0

　　這裏進一步畫出一個立方體，將相機放入立方體中心，旋轉相機，達到在立方體中旋轉看到不同畫面的效果。

步驟：

　　1 使用的是4.9節中的OpenGL頂點數組方法。創建一個立方體100*100*100，坐標範圍(0, 0, 0)到(100, 100, 100)。

　　2 立方體各面使用不同的顏色，調整頂點順序以確保相機看到的都是填充面而不是線框圖。

　　3 將投影觀察點（即觀察系原點）設置在矩形中心P₀ = (50, 50, 50)。

　　4 視點P_ref為相機朝向的點（註意，這個不是觀察點），初始設置為P_ref =(0, 50, 0)。

　　5 修改P_ref的坐標，使其繞x=z=50進行逆時針旋轉（與y軸平行的旋轉公式(9.9)），最終實現相機在立方體中逆時針旋轉，看到不同面的效果。

備註：

　　1 與y軸平行的旋轉公式，先將旋轉軸平移到與y軸重合，再進行旋轉：z‘ = z * cosθ - x * sinθ, x‘ = z * sinθ + x * cosθ, y‘=y;

　　2 近平面距離投影觀察點不能為0，近平面和遠平面的坐標會影響畫面的效果，調整範圍以確保畫面不太離譜（並不真實）

問題：這個投影效果看起來並不真實。

　　1 調整d_near和d_far時，會影響投影效果。d_near

　　2 當調整近裁剪面大小且當立方體旋轉時，投影畫面會改變寬度，看起來會更奇怪。見圖3。

  1 include <GLUT/GLUT.h>
  2 #include <math.h>
  3 
  4 GLint winWidth = 600, winHeight = 600;
  5 GLfloat x0 = 50.0, y00 = 50.0, z0 = 50.0; // 這是觀察參考點，與觀察系原點重合
  6 GLfloat xref = 0.0, yref = 50.0, zref = 0.0; // camera要瞄準的點，不是觀察參考點
 

  7 GLfloat Vx = 0.0, Vy = 1.0, Vz = 0.0;
  8 GLfloat xwMin = -40.0, ywMin = -40.0, xwMax = 40.0, ywMax = 40.0;
  9 GLfloat dnear = 25, dfar = 75;
 10 GLdouble radianAngle = 1.0/360.0 * 3.14159;
 11 GLfloat cos1 = cos(radianAngle);
 12 GLfloat sin1 = sin(radianAngle);
 13 
 14 typedef GLint vertex3 [3];
 15 vertex3 pt [8] = {{0, 0, 0}, {0, 100, 0}, {100, 0, 0}, {100, 100, 0},
 16                 {0, 0, 100}, {0, 100, 100}, {100, 0, 100}, {100, 100, 100}};
 17 
 18 void init (void)
 19 {
 20     glClearColor(1.0, 1.0, 1.0, 0.0);
 21     
 22     glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
 23     gluLookAt(x0, y00, z0, xref, yref, zref, Vx, Vy, Vz);
 24     
 25     glMatrixMode(GL_PROJECTION);
 26     glFrustum(xwMin, xwMax, ywMin, ywMax, dnear, dfar);
 27 }
 28 
 29 void quad (GLint n1, GLint n2, GLint n3, GLint n4)
 30 {
 31     glBegin(GL_QUADS);
 32     glVertex3iv(pt[n1]);
 33     glVertex3iv(pt[n2]);
 34     glVertex3iv(pt[n3]);
 35     glVertex3iv(pt[n4]);
 36     glEnd();
 37 }
 38 
 39 void cube ()
 40 {
 41     glColor3f(0.0, 1.0, 0.0); // back
 42     quad(0, 2, 3, 1);
 43     glColor3f(1.0, 0.0, 0.0); // left
 44     quad(0, 1, 5, 4);
 45     glColor3f(0.0, 0.0, 1.0); // top
 46     quad(1, 3, 7, 5);
 47     glColor3f(1.0, 1.0, 0.0); // front
 48     quad(4, 5, 7, 6);
 49     glColor3f(0.0, 1.0, 1.0); // right
 50     quad(2, 6, 7, 3);
 51     glColor3f(1.0, 0.0, 1.0); // bottom
 52     quad(0, 4, 6, 2);
 53 }
 54 
 55 void displayFcn (void)
 56 {
 57     glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
 58     
 59     glColor3f(0.0, 1.0, 0.0);
 60     glPolygonMode(GL_FRONT, GL_FILL);
 61     glPolygonMode(GL_BACK, GL_LINE);
 62 //    glFrontFace(GL_CW); // show the back
 63     
 64     cube();
 65     
 66     glutSwapBuffers();
 67 }
 68 
 69 void reshapeFcn (GLint newWidth, GLint newHeight)
 70 {
 71     glViewport(0, 0, newWidth, newHeight);
 72     
 73     winWidth = newWidth;
 74     winHeight = newHeight;
 75 }
 76 
 77 void idleFcn (void)
 78 {
 79     GLfloat xref1, zref1;
 80     xref = xref - x0;
 81     zref = zref - z0;
 82     zref1 = zref * cos1 - xref * sin1 + z0;
 83     xref1 = zref * sin1 + xref * cos1 + x0;
 84     xref = xref1;
 85     zref = zref1;
 86     
 87     glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
 88     glLoadIdentity();
 89     gluLookAt(x0, y00, z0, xref, yref, zref, Vx, Vy, Vz);
 90     
 91     displayFcn();
 92 }
 93 
 94 int main(int argc, char * argv[])
 95 {
 96     glutInit(&argc, argv);
 97     glutInitDisplayMode(GLUT_RGB | GLUT_DOUBLE);
 98     glutInitWindowSize(winWidth, winHeight);
 99     glutInitWindowPosition(50, 50);
100     glutCreateWindow("Perspective View of A Square");
101     
102     init();
103     glutDisplayFunc(displayFcn);
104     glutReshapeFunc(reshapeFcn);
105     glutIdleFunc(idleFcn);
106     glutMainLoop();
107     
108     return 0;
109 }

圖1 圖2 圖3

[計算機圖形學 with OpenGL] Chapter10 OpenGL三維觀察程序示例