STM32旋转立方体

用STM32F429实现LCD屏幕驱动，显示旋转立方体。不是显示一个动画，而是根据点的坐标实时运算，显示在屏幕上。

要把一个三维坐标进行旋转，可以采用旋转矩阵的方式，旋转矩阵的用途也有很多，在此不一一列举。

以下为对x坐标进行旋转变换，原坐标左乘绕X轴旋转矩阵即可得出旋转之后的坐标，下面三个变换同理。

一个点需要进行三次矩阵点乘，一个正方体一共有8个点。旋转之后再选择一个坐标平面投影显示即可简单实现三维图形旋转变换的效果。

代码如下

以下代码仅仅展示3D立方体显示的计算过程，STM32驱动LCD屏幕等代码就不列举了。
文末有工程下载链接。

因为用到了大量的浮点数运算以及三角函数和矩阵运算，所以使用了ST官方的DSP库来提升运算速度。

#include "3D.h"
#include "bsp_lcd.h"
#include "arm_math.h"//ARM官方的DSP库
#define PI 3.1415926
#define XX 0.05
#define YY 0.05
#define ZZ 0.01float box[8][3]={{-80,-80,-80},{-80,80,-80},{80,80,-80},{80,-80,-80},{-80,-80,80},{-80,80,80},{80,80,80},{80,-80,80}};
float box_dis[8][3]={{0,0,0},{0,0,0},{0,0,0},{0,0,0},{0,0,0},{0,0,0},{0,0,0},{0,0,0}};
int lineid[]={1,2,2,3,3,4,4,1,5,6,6,7,7,8,8,5,8,4,7,3,6,2,5,1};////arm_dot_prod_f32(pSrcA, pSrcB, 5, &result);点乘
void matconv1(float a[3],float b[3][3],float* out)//使用DSP库计算矩阵点乘
{float res0,res1,res2,aa[3],bb0[3],bb1[3],bb2[3];float bbb[3];for(int i=0;i<3;i++)aa[i]=a[i];for(int i=0;i<3;i++)bb0[i]=b[0][i];for(int i=0;i<3;i++)bb1[i]=b[1][i];for(int i=0;i<3;i++)bb2[i]=b[2][i];arm_dot_prod_f32(aa, bb0, 3, &res0);arm_dot_prod_f32(aa, bb1, 3, &res1);arm_dot_prod_f32(aa, bb2, 3, &res2);out[0]=res0;out[1]=res1;out[2]=res2;
}/*
arm_cos_f32(float32_t x)
arm_sin_f32(float32_t x)
*/
void rotation_matrix(float cube[8][3],float x,float y,float z,float cube_dis[8][3])//计算旋转矩阵并运算
{x/=PI;y/=PI;z/=PI;float cube_m[8][3];float point [8][3];float p[3];//绕三个轴的旋转矩阵float rz[3][3]={{arm_cos_f32(z),-arm_sin_f32(z),0},{arm_sin_f32(z),arm_cos_f32(z), 0},{0  ,     0  ,  1}};float rx[3][3]={{1    ,  0  , 0  },{0,arm_cos_f32(x),-arm_sin_f32(x)},{0,arm_sin_f32(x),arm_cos_f32(x)}};float ry[3][3]={{arm_cos_f32(y),0,arm_sin_f32(y)},{0   ,  1 ,    0},{-arm_sin_f32(y),0,arm_cos_f32(y)}};for(int i=0;i<8;i++){matconv1(cube[i],rx,p);matconv1(p,ry,p);matconv1(p,rz,p);for(int j=0;j<3;j++){point [i][j] = p[j];}}for(int i=0;i<8;i++){for(int j=0;j<3;j++){cube_dis[i][j] = point [i][j];}}
}
void Draw_Cube()//显示旋转正方体
{float x, y, z;x = 0;y = 0;z = 0;//初始化绕三个轴旋转的角度LCD_Clear(LCD_COLOR_BLACK); while(1){x = x + XX;y = y + YY;z = z + ZZ;//每次循环叠加旋转角度rotation_matrix( box, x, y, z,box_dis);//计算旋转矩阵并运算LCD_SetColors(LCD_COLOR_BLACK,LCD_COLOR_WHITE);//设置LCD显示颜色LCD_FillRect(100,20,300,300);//刷新用到的区域，刷成黑色，不要用全屏清屏，会卡顿for(int i=0;i<24;i+=2){   LCD_SetColors(LCD_COLOR_WHITE,LCD_COLOR_BLACK);//设置画线的LCD颜色LCD_DrawLine(240+box_dis[lineid[i]-1][0],160+box_dis[lineid[i]-1][1],240+box_dis[lineid[i+1]-1][0],160+box_dis[lineid[i+1]-1][1]);}HAL_Delay(10);//画完线要显示停留一段时间再到上边去刷新   }
}

GIF帧率太低，实际效果很流畅：

整体工程连接：

工程下载

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