用FLTK在opengl中实现轨迹球旋转：如何'；记住'；连续旋转

我正在从事一个FLTK项目（我第一次尝试GUIs和opengl：请耐心听我说！），并且有一个Fl_Gl_窗口，它根据一些其他小部件显示各种内容。其中一个选项是以3D显示屏幕内容，并使用户能够使用鼠标在3D中旋转屏幕。原则上一切都很好（我使用窗口处理程序中的Fl:：event函数来实现鼠标/窗口位置，并简单地更新了以给定顺序应用的x、y和z旋转角度），但我这样做的方式是不直观的（因为非交换旋转等），所以我实现了一个轨迹球（类似于这里的：）。我理解这一切是如何工作的，并且可以让它在第一次鼠标拖动时按照预期沿着正确的轴旋转。但是

问题是，据我所知，为了正常工作（即使用多个鼠标拖动），必须维护modelview矩阵，以便相对于当前显示的方向旋转对象，以便在每次鼠标拖动时对其应用glRotatef。现在，我学习了一些基本的openGL和FLTK的方法，就是有一个draw（）函数，在任何事情发生变化时都会调用它，但这（据我和FLTK所知）必须从零开始，因为窗口的内容根据用户选项而变化（他们可能会选择2D视图等）并在以后绘制不打算旋转的对象。因此，我不知道如何对其进行编码，以使modelview矩阵在每次重新绘制时都能成功地更新

a） 在某些重绘时，它需要默认返回到无旋转（例如2D选项）（但我仍然希望“记住”3D对象的旋转）

b） 场景的其余部分不会旋转，所以我必须将矩阵弹出到上一个glOrtho

我能看到的直接解决办法是

1） 构建一个包含所有鼠标拖动的数组并进行相应的记录，例如，在第10次鼠标拖动时，通过glRotatef应用10次旋转（我不喜欢将此作为解决方案，它很难看！）

2） 记录modelview矩阵的状态，并在适当时保存和加载它。（我读过一些文章，认为这不是openGL应该使用的方式？）

3） 找到一个数学变换，它能够减少

glRotatef(ang1,ax1_1,ax2_1,ax3_1);
glRotatef(ang2,ax1_2,ax2_2,ax3_2);

进入

这个解决方案将是最。。。令人愉快

（Psuedo-）代码：

class MyGl:公共Fl\U Gl\U窗口{
无效抽取（）；
int句柄（int）；
无效映射到轨迹球（双*）；
无效计算旋转（）；
//数据包括：
double old_vec[3]；//半球上的旧鼠标位置
double new_vec[3]；//在半球上新建鼠标位置
双ang；//旋转量；
双旋转[3]；//旋转轴信息
公众：
MyGl（整数X，整数Y，整数W，整数H，常量字符*L）：Fl_Gl_窗口（X，Y，W，H，L）{
//构造器。。。
ang=0；rot[0]=0；rot[1]=0；rot[2]=0；
}
}
void MyGl:：draw（）{
如果（3D）{
glLoadIdentity（）；
glViewport（0,0，w（），h（））；
格洛托（minx，maxx，miny，maxy，minz，maxz）；
glPushMatrix（）；
glRotatef（ang，rot[0]，rot[1]，rot[2]）；
//可以保存以前的旋转并将其放在此处，即：
//glRotatef（ang_old，rot_old[0]，rot_old[1]，rot_old[2]）；
//看起来很笨重，需要无限次的旋转和记忆
//用户保持跟踪
绘制对象（）；//包括glBegin（）、glVertex3f（）和glEnd（）等。
glPopMatrix（）；
//绘制其他未旋转的对象
}
}
int MyGl:：handle（int e）{
开关（e）{
案例：鼠标按下
map_to_trackball（old_vec）；//将鼠标的起始位置投影到半球上
//如果在draw（）中记录连续执行的所有旧旋转
//我会在这里救他们。
返回1；//第二种方法确实是这里通常使用的方法，但是使用您自己的代码。在引擎盖下，glRotatef只做矩阵乘法：它设置一个旋转矩阵，并将其乘以当前选择的矩阵（可能是modelview），然后将其存储回该矩阵

我想第二种方法的真正含义是使用glLoadMatrixf和glGet加载和存储矩阵，同时在GL矩阵堆栈上修改它。然而，现代的方法是自己进行所有矩阵计算（所有矩阵修改在最新的OpenGL版本中都被弃用）.类库非常有用，您只需存储多个矩阵，并在需要时将其加载到GL即可

关于第三种方法，我想它吸引你的原因是因为你不需要读和写GL，只需要写它。如果是这样的话，我建议你自己用GLM之类的东西来做矩阵运算。如果组件是只存储4个值而不是16个值，我建议您研究四元数，它可以存储旋转，并以非常类似于glRotatef使用的轴角度的形式轻松连接旋转，并且可以轻松转换为轴角度和轴角度。当然，旋转矩阵也可以转换为轴角度，但是rsion有点困难。
这里有一个相当不错的实现：。
已经实现了轨迹球…我只是忘记了URL。我是十多年前发现的(
glRotatef(ang_tot,ax1_tot,ax2_tot,ax3_tot);

class MyGl : public Fl_Gl_Window {

   void draw();
   int handle(int);
   void map_to_trackball(double*);
   void calc_rotation();

   //data including:
   double old_vec[3];//old mouse position on hemisphere
   double new_vec[3];//new mouse position on hemisphere
   double ang; //rotation amount;
   double rot[3]; //axis of rotation information

   public:

   MyGl(int X, int Y, int W, int H, const char *L): Fl_Gl_Window(X, Y, W, H, L) {
    //constructor...
      ang=0;rot[0]=0;rot[1]=0;rot[2]=0;
   }
}

void MyGl::draw(){

    if (3D){

        glLoadIdentity();
        glViewport(0,0,w(),h());
        glOrtho(minx,maxx,miny,maxy,minz,maxz);
        glPushMatrix();
        glRotatef(ang,rot[0],rot[1],rot[2]);

        //could save previous rotations and put them here ie:
        // glRotatef(ang_old,rot_old[0],rot_old[1],rot_old[2]);
        // seems clunky and would require a limitless number of rotations and memory if
        // the user keeps tracking

        draw_object(); //including glBegin(), glVertex3f() and glEnd() etc.
        glPopMatrix();

        // draw other non rotated things
    }

}


int MyGl::handle(int e){

    switch(e){
        case: MOUSE_DOWN
            map_to_trackball(old_vec);//projects starting mouse position onto hemisphere
            //if recording all old rotations for successive implementation in draw() 
            // would save them here.             
            return 1; //<-- needed in FLTK to recognise drag event
        case: DRAG (//pseudocode
            map_to_trackball(new_vec);//projects current dragged mouse 
                                      //position onto hemisphere
            calc_rotation(); //calculates and sets ang and rot[3] 
                             //using old_vec and new_vec
            break;
    }
    return Fl_Gl_Window::handle(e);
}

void map_to_trackball(double* v){
  // basically trackball_ptov() from http://www.csee.umbc.edu/~squire/download/trackball.c
}

void calc_rotation(){
  // basically mouseMotion() from http://www.csee.umbc.edu/~squire/download/trackball.c
}