OpenGL5-三角形平移、旋转操作-五八三

01、实现三角形的移动

上一章我们已将实现了绘制一个三角形，今天我们来对这个三角形进行平移和旋转的操作

为了平移一个三角形，需要对每个顶点坐标的分量（X、Y轴）进行平移，如下图，将点p(x,y,z)平移到p1(x1,y1,z1),需要在X轴，Y轴，Z轴三个方向平移距离分别为Tx，Ty，Tz，其中Tz为0.

公式：

x1 = x + Tx
y1 = y + Ty
z1 = z + Tz

逐顶点操作

上面的逻辑，需要在顶点着色器程序中，为顶点坐标在每个分量上加上一个常量即可

新增一个uniform变量u_Translation，每个顶点绘制时都会调用一次顶点着色器程序方法，这叫逐顶点操作，所以通过添加一个uniform变量，就可以实现为每个顶点的每个分量加上一个常量

-   uniform vec4 u_Translation ;
   const char *vertex_shader =
   "#version 410          \n"
   "layout(location=0) in vec3 position;  \n"
   "uniform vec4 u_Translation ;  \n"
   "void main(void){      \n"
   "  gl_Position = vec4(position, 1.0) + u_Translation; \n"
   "} \n";

02、uniform变量

之前使用过关键字in来修饰变量，表示通过这个变量将数据传递到顶点着色器。OpenGL有一个使用uniform关键字修饰的变量（还有一个varying变量，后面使用到时再说）

该变量用来从OpenGL程序向顶点着色器和片元着色器传输一致的数据，意思是在顶点着色器和片元着色器程序中，只要定义了一个变量，往这个变量中写入数据，顶点着色器和片元着色器拿到的是同一份数据内容

uniform变量使用时，需要先通过着色器程序获取该变量的存储地址，然后往这个地址中写入数据即可

    GLuint u_Translation = glGetUniformLocation(renderProgram,"u_Translation");
    
   float dx = 0.5f;
   float dy = 0.5f;
   float dz = 0.0f;
   glUniform4f(u_Translation, dx, dy, dz, 0.0f);

效果图

03、三角形旋转

旋转比平移操作稍微复杂一点，为了描述一个旋转操作，必须指明旋转轴，旋转方向和旋转角度。例如绕Z轴，逆时针旋转了b角度。

假设点p(x,y,z)绕Z轴旋转了b角度后变成了点p1(x1,y1,z1)，因为时绕着Z轴旋转，z坐标分量不变，可推导出公式如下：


1、点p与x轴的夹角为a，可推导
==》 x = r cosa , y = r sina 

2、同样点p1与x轴的夹角为（a+b）
==〉x1 = r cos(a+b) , y1 = r sin(a+b)

3、根据中学数学计算公式
cos(a +b) = cosa * cosb - sina * sinb 
sin(a+b) =sina * cosb + cosa * sinb


==》推导出
x1 = x * cosb - y * sinb 
y1 = x * sinb + y * cosb

根据推到公式，发现点p与p1的关系，在x，y分量的变量只有sinb和cosb，可以在顶点着色器编写变化等式

   const char *vertex_shader =
   "#version 410          \n"
   "layout(location=0) in vec3 a_Position;  \n"
   "uniform float u_cosB, u_SinB; \n"
   " void main() {"
   "        gl_Position.x = a_Position.x * u_cosB - a_Position.y * u_SinB ; \n"
   "        gl_Position.y = a_Position.x * u_SinB + a_Position.y * u_cosB ; \n"
   "        gl_Position.z = a_Position.z ; \n"
   "        gl_Position.w = 1.0f ; \n"
   "}";


-   在C++程序中，获取unifrom变量并赋值
    GLuint u_cosB = glGetUniformLocation(renderProgram,"u_cosB");
    GLuint u_SinB = glGetUniformLocation(renderProgram,"u_SinB");
   
   float angle = 90;
   double radia = M_PI * angle / 180.0;
   float cosB = cos(radia);
   float sinB = sin(radia);
   

   glUniform1f(u_cosB, cosB);
   glUniform1f(u_SinB, sinB);