GLFW+OpenGL三维空间旋转模型的算法

在三维软件中，用鼠标控制三维模型旋转是很必要的，可以方便使用者观察模型，具有诸多优势，那么如何实现呢？

有两种方案，一种是控制模型旋转，这种方法将着色器中的model进行旋转变换即可；另一种是旋转摄像头，这种方法其实利用了相对运动的原理，要让模型旋转，其实也就是让观察者在以机器人模型为原点的球面坐标系中运动，当然运动之后，观察者也要旋转相应的角度。

这样一看是第一种方法简单，但是当模型位置不能动时（如要进行仿真，模型有确定的坐标），移动观察者变成唯一的选择。

要实现旋转三维模型，第一步是定义一个鼠标的反馈函数，这个函数要将鼠标在屏幕中横向移动值转换为方位角，纵向移动值转换为天顶角，函数的调用需要按钮反馈函数以及鼠标移动函数的辅助。

按下鼠标右键的反馈：

void mouse_button_callback(GLFWwindow* window, int button, int action, int mods)

    if (action == GLFW_PRESS) switch(button)

            case GLFW_MOUSE_BUTTON_RIGHT:

                glfwSetCursorPosCallback(window, mouse_callback2);

                break;

            default:

                return;

    if (action != GLFW_PRESS)

        glfwSetCursorPosCallback(window, mouse_callback1);

    return;

void mouse_callback2(GLFWwindow* window, double xpos, double ypos)

    if (firstMouse)

        lastX = xpos;

        lastY = ypos;

        firstMouse = false;

    float xoffset = 0.1*(xpos - lastX);

    float yoffset = 0.1*(lastY - ypos); // reversed since y-coordinates go from bottom to top

    lastX = xpos;

    lastY = ypos;

    //camera.ProcessMouseMovement(xoffset, yoffset);

    float r = sqrt(camera.Position.x * camera.Position.x + camera.Position.y * camera.Position.y + camera.Position.z * camera.Position.z);

    float x,y,z,afa,fi;

    if(camera.Position.x>=0)

        afa = atan(camera.Position.z/camera.Position.x);

    else

        afa = atan(camera.Position.z/camera.Position.x)+3.1415926;

    if(camera.Position.y>0)

        fi = atan(camera.Position.x/(camera.Position.y*cos(afa)));

    else

        fi = atan(camera.Position.x/(camera.Position.y*cos(afa)))+3.1415926;

    x = r*sin(fi+(yoffset)/180.0f*3.1415926)*cos(afa+(xoffset)/180.0f*3.1415926);

    y = r*cos(fi+(yoffset)/180.0f*3.1415926);

    z = r*sin(fi+(yoffset)/180.0f*3.1415926)*sin(afa+(xoffset)/180.0f*3.1415926);

    camera.update(glm::vec3(x, y, z),glm::vec3(0.0f, 1.0f, 0.0f), -90.0f+afa/3.1415926*180.0+xoffset-83.6598f, 0.0f+fi/3.1415926*180.0+yoffset-69.7911f);

firstMouse提前设为true。

afa、fi是原始位置对应的方位角和天顶角，由于存在tan的反三角函数，需要讨论正负，并在值发生跳跃的时候补上180度，让选择连续。

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