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提要

在前文（系列文章（7），以下簡(jiǎn)稱XO7，系列其他文章類似）中的照相機(jī)比喻中提到了4種3D變換，如下：

1.確定照相機(jī)的位置的過(guò)程對(duì)應(yīng)于“視圖變換”（Viewing Transformations）

2.確定物體位置的過(guò)程對(duì)應(yīng)于“模型變換”（Modeling Transformations)

3.確定照相機(jī)放大倍數(shù)的過(guò)程對(duì)應(yīng)于“投影變換”(Projection Transformations)

4.確定照片大小的過(guò)程對(duì)應(yīng)于“視口變換”(Viewport Transformations)

XO7中我們講的是第一種變換視圖變換，即改變觀察者本身的位置，視角等的變換效果，XO8中講的是第二種變換模型變換，XO9中講的是投影變換，本文開(kāi)始講解最后一個(gè)變換，視口變換。

視口變換

此變換應(yīng)該算是4種變換中最簡(jiǎn)單的了，在照相機(jī)比喻中我說(shuō)他是確認(rèn)照片大小，在實(shí)際中，確認(rèn)的是繪制的區(qū)域，當(dāng)然，我們以前沒(méi)有設(shè)定視口變換前，默認(rèn)是占據(jù)整個(gè)窗口的客戶區(qū)的。只有一個(gè)關(guān)鍵函數(shù)glViewport，而且較易理解：

《 OpenGL Programming Guide 》：

glViewport — set the viewport
C Specification
void glViewport( GLint x,
GLint y,
GLsizei width,
GLsizei height);
Parameters

x, y

Specify the lower left corner of the viewport rectangle,
in pixels. The initial value is (0,0).
width, height

Specify the width and height
of the viewport.
When a GL context is first attached to a window,
width and height are set to the dimensions of that
window.

無(wú)論前面進(jìn)行了多少處理，最終的圖像將映射到這個(gè)矩形中，默認(rèn)情況時(shí)占據(jù)整個(gè)窗口的客戶區(qū)，在前面的所有例子中，（七巧板的例子除外）我們沒(méi)有接觸到視口變換，那么默認(rèn)就是窗口創(chuàng)建那一瞬間的大小，我們可以嘗試改變窗口大小，發(fā)現(xiàn)事實(shí)上圖形沒(méi)有變大，并且，位置也不再居中了，這個(gè)時(shí)候我們就需要進(jìn)行視口變換，調(diào)整視口。這里，因?yàn)橐郧坝衅咔砂宓睦恿?，也有原?lái)沒(méi)有使用的例子，我就不提供新的此用途的例子了，僅僅看兩個(gè)例子的區(qū)別。

未在窗口改變時(shí)重新設(shè)定視口的情況：

正常情況：

窗口縮小時(shí)：圖像偏移了。

窗口放大時(shí)：圖像不居中。

看七巧板中的例子：

因?yàn)橛幸韵麓a:

    
      void 
    
    
      ReShape
    
    
(
    
      unsigned 
    
    
      auWidth
    
    
, 
    
      unsigned 
    
    
      auHeight
    
    
)
{
    
    
      glViewport
    
    
(0, 0, 
    
      auWidth
    
    
, 
    
      auHeight
    
    
);
}
  

    
      // FUNCTIONS //////////////////////////////////////////////

    
    
      LRESULT CALLBACK WindowProc
    
    
(
    
      HWND hwnd
    
    
, 
                            
    
      UINT msg
    
    
, 
                            
    
      WPARAM wparam
    
    
, 
                            
    
      LPARAM lparam
    
    
)
{
    
    
      // this is the main message handler of the system
    
    
    
      PAINTSTRUCT        ps
    
    
;        
    
      // used in WM_PAINT
    
    
    
      HDC                hdc
    
    
;    
    
      // handle to a device context

    // what is the message 
    
    
    
      switch
    
    
(
    
      msg
    
    
)
    {    
    
    
      case 
    
    
      WM_CREATE
    
    
: 
        {
            
    
      // do initialization stuff here
            // return success
            
    
    
      return
    
    
(0);
        } 
    
      break
    
    
;

    
    
      case 
    
    
      WM_PAINT
    
    
: 
        {
            
    
      // simply validate the window 
            
    
    
      hdc 
    
    
= 
    
      BeginPaint
    
    
(
    
      hwnd
    
    
,&
    
      ps
    
    
);     

            
    
      // end painting
            
    
    
      EndPaint
    
    
(
    
      hwnd
    
    
,&
    
      ps
    
    
);

            
    
      // return success
            
    
    
      return
    
    
(0);
        } 
    
      break
    
    
;

    
    
      case 
    
    
      WM_DESTROY
    
    
: 
        {
            
    
      // kill the application, this sends a WM_QUIT message 
            
    
    
      PostQuitMessage
    
    
(0);

            
    
      // return success
            
    
    
      return
    
    
(0);
        } 
    
      break
    
    
;
    
    
      case 
    
    
      WM_SIZE
    
    
:
        {
            
    
      ReShape
    
    
(
    
      LOWORD
    
    
(
    
      lparam
    
    
), 
    
      HIWORD
    
    
(
    
      lparam
    
    
));
        }
    
    
      default
    
    
:
    
      break
    
    
;

    } 
    
      // end switch

    // process any messages that we didn't take care of 
    
    
    
      return 
    
    
(
    
      DefWindowProc
    
    
(
    
      hwnd
    
    
, 
    
      msg
    
    
, 
    
      wparam
    
    
, 
    
      lparam
    
    
));

} 
    
      // end WinProc
    
  

注意reshape的作用，此時(shí)，窗口大小改變時(shí)，會(huì)重新設(shè)定視口，這樣，圖形將會(huì)隨著窗口大小改變而改變（這是大部分情況下我們需要的）

正常情況下：

窗口縮?。簣D形還是居中，因?yàn)榭v橫比的改變，導(dǎo)致圖形縱橫比也改變了。

窗口放大時(shí)：圖形還是居中，因?yàn)榭v橫比的改變，導(dǎo)致圖形縱橫比也改變了。

上述七巧板的例子中，很好的演示了glViewport的作用，源代碼在以前就已經(jīng)提供了，這里不再說(shuō)了。但是，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)一個(gè)問(wèn)題，就是窗口縱橫比改變的時(shí)候，圖形實(shí)際也改變了縱橫比導(dǎo)致變形了，這樣不太符合大部分情況下我們的想法，我們可以通過(guò)控制窗口的縱橫比來(lái)控制這一點(diǎn)，（大部分情況下）或者直接通過(guò)控制glViewport參數(shù)的縱橫比也可以達(dá)到保證圖像不扭曲的目的。（但是圖形可能移位）

屏幕分割

玩過(guò)真三國(guó)無(wú)雙系列的玩家們不知道在同一臺(tái)機(jī)器上與戰(zhàn)友們?cè)⊙獖^斗過(guò)沒(méi)有，我是有過(guò)，顯示時(shí)，一個(gè)玩家在上面，一個(gè)在下面，在同一臺(tái)機(jī)器上不需要通過(guò)網(wǎng)絡(luò)就能享受聯(lián)機(jī)的樂(lè)趣，的確很有意思，事實(shí)上，我們通過(guò)視口變換連續(xù)繪制圖形兩次就能達(dá)到這樣的效果（我不知道真三國(guó)是否也是通過(guò)這樣的技術(shù)實(shí)現(xiàn)的），比如上述的七巧板的例子吧，我們想在屏幕上繪制4次，讓四個(gè)人同時(shí)玩，進(jìn)行對(duì)戰(zhàn)，那么我們就可以這樣做：

    
      void 
    
    
      ReShape
    
    
(
    
      unsigned 
    
    
      auWidth
    
    
, 
    
      unsigned 
    
    
      auHeight
    
    
)
{
    
    
      WindowWidth 
    
    
= 
    
      auWidth
    
    
;
    
    
      WindowHeight 
    
    
= 
    
      auHeight
    
    
;

}


    
      // All Scene Show code 

    
    
      void 
    
    
      SceneShow
    
    
(
    
      GLvoid
    
    
)        
{
    
    
      glClear
    
    
(
    
      GL_COLOR_BUFFER_BIT
    
    
);    

    
    
      // left bottom
    
    
    
      glViewport
    
    
(0, 0, 
    
      WindowWidth
    
    
/2, 
    
      WindowHeight
    
    
/2);

    
    
      gTriBTop
    
    
.
    
      Draw
    
    
();
    
    
      gTriBRight
    
    
.
    
      Draw
    
    
();
    
    
      gTriSLeft
    
    
.
    
      Draw
    
    
();
    
    
      gRectangle
    
    
.
    
      Draw
    
    
();
    
    
      gTriSMid
    
    
.
    
      Draw
    
    
();
    
    
      gTriMLeft
    
    
.
    
      Draw
    
    
();
    
    
      gParal
    
    
.
    
      Draw
    
    
();

    
    
      // right bottom
    
    
    
      glViewport
    
    
(
    
      WindowWidth
    
    
/2, 0, 
    
      WindowWidth
    
    
/2, 
    
      WindowHeight
    
    
/2);

    
    
      gTriBTop
    
    
.
    
      Draw
    
    
();
    
    
      gTriBRight
    
    
.
    
      Draw
    
    
();
    
    
      gTriSLeft
    
    
.
    
      Draw
    
    
();
    
    
      gRectangle
    
    
.
    
      Draw
    
    
();
    
    
      gTriSMid
    
    
.
    
      Draw
    
    
();
    
    
      gTriMLeft
    
    
.
    
      Draw
    
    
();
    
    
      gParal
    
    
.
    
      Draw
    
    
();

    
    
      // left top 
    
    
    
      glViewport
    
    
(0 , 
    
      WindowHeight
    
    
/2, 
    
      WindowWidth
    
    
/2, 
    
      WindowHeight
    
    
/2);

    
    
      gTriBTop
    
    
.
    
      Draw
    
    
();
    
    
      gTriBRight
    
    
.
    
      Draw
    
    
();
    
    
      gTriSLeft
    
    
.
    
      Draw
    
    
();
    
    
      gRectangle
    
    
.
    
      Draw
    
    
();
    
    
      gTriSMid
    
    
.
    
      Draw
    
    
();
    
    
      gTriMLeft
    
    
.
    
      Draw
    
    
();
    
    
      gParal
    
    
.
    
      Draw
    
    
();

    
    
      // right top 
    
    
    
      glViewport
    
    
(
    
      WindowWidth
    
    
/2 , 
    
      WindowHeight
    
    
/2, 
    
      WindowWidth
    
    
/2, 
    
      WindowHeight
    
    
/2);

    
    
      gTriBTop
    
    
.
    
      Draw
    
    
();
    
    
      gTriBRight
    
    
.
    
      Draw
    
    
();
    
    
      gTriSLeft
    
    
.
    
      Draw
    
    
();
    
    
      gRectangle
    
    
.
    
      Draw
    
    
();
    
    
      gTriSMid
    
    
.
    
      Draw
    
    
();
    
    
      gTriMLeft
    
    
.
    
      Draw
    
    
();
    
    
      gParal
    
    
.
    
      Draw
    
    
();

    
    
      glFlush
    
    
();
}  
  

顯示效果：

注意上述代碼中，我們的具體的顯示代碼只有一份，顯示代碼中并不知道自己繪制了幾份，繪制在什么地方，這也就是OpenGL這樣設(shè)計(jì)的好處，本身圖形的繪制很簡(jiǎn)單，在原點(diǎn)附近繪制一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的圖形而已，一種又一種變換后，卻可以產(chǎn)生于原來(lái)圖形千差萬(wàn)別的圖形，這一點(diǎn)有點(diǎn)像設(shè)計(jì)模式中的decorator模式.

為節(jié)省篇幅僅貼出關(guān)鍵片段，完整源代碼見(jiàn)我博客源代碼的2009-10-29/JTFourTangram 目錄，獲取方式見(jiàn)文章最后關(guān)于獲取博客完整源代碼的說(shuō)明。

呵呵，相當(dāng)happy吧，同一臺(tái)機(jī)子，4個(gè)人同時(shí)玩七巧板，（事實(shí)上，什么游戲都可以借鑒），什么？就一個(gè)鼠標(biāo)沒(méi)有辦法操作？暈?zāi)模悴粫?huì)插四個(gè)鼠標(biāo)？插四個(gè)鼠標(biāo)也沒(méi)有用？呵呵，推薦你看看我以前寫的關(guān)于多鼠標(biāo)的東西，4個(gè)人用4個(gè)鼠標(biāo)同時(shí)玩，不是什么不可能的^^以前魔獸好像有個(gè)4國(guó)戰(zhàn)爭(zhēng)的游戲地圖很流行，要是額外設(shè)計(jì)，我們可以在同一臺(tái)機(jī)器上玩^^發(fā)揮大家的創(chuàng)意吧。

參考資料

1. 《 OpenGL Reference Manual 》，OpenGL參考手冊(cè)

2. 《OpenGL 編程指南》（《 OpenGL Programming Guide 》），Dave Shreiner，Mason Woo，Jackie Neider，Tom Davis 著，徐波譯，機(jī)械工業(yè)出版社

3. 《Nehe OpenGL Tutorials》，Nehe著，在 http://nehe.gamedev.net/ 上可以找到教程及相關(guān)的代碼下載，（有PDF版本教程下載）Nehe自己還做了一個(gè)面向?qū)ο蟮目蚣?，作為演示程序?lái)說(shuō)，這樣的框架非常合適。也有 中文版 ，各取所需吧。

4. 《OpenGL入門學(xué)習(xí)》 ，eastcowboy著，這是我在網(wǎng)上找到的一個(gè)比較好的教程，較為完善，而且非常通俗。這是第一篇的地址： http://bbs.pfan.cn/post-184355.html

本OpenGL系列其他文章

1. 《 Win32 OpenGL 編程（1）Win32下的OpenGL編程必須步驟 》