使用轨迹球来实现视图的旋转

本文主要是介绍使用轨迹球来实现视图的旋转，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

OpenGL鼠标轨迹球（Trackball）原理

什么是鼠标轨迹球

类似AutoCAD里的“动态观察”，三维模型都是要投影到二维的屏幕上才能显示给用户，而用户如果想观察一下三维模型的立体形状使用“动态观察”是再好不过了。我们一般的操作是这样的：鼠标（按中健或者其他健）在二维屏幕上拖动，之后三维模型就会以屏幕中心点为中心进行相应的旋转，鼠标拖动得越长，三维模型旋转的角度就越大。AutoCAD这种重量级的商业软件在这方面的用户体验自然是非常完美的了，可你知道它的原理么，如果自己用OpenGL如果实现呢？

OpenGL里的轨迹球

计算机的三维显示类似生活中的摄影，屏幕就是一个相机，三维模型就是被摄物体。我们可以调整相机与被摄物之间的距离来在屏幕显示不同大小影像。轨迹球就是在屏幕之外虚构一个球形曲面，使鼠标在二维屏幕上的移动投影到球形曲面上，这样就能得到更佳的用户体验（不使用轨迹球也能实现动态观察，只是效果很生硬）。

以屏幕为中心为球心，x轴向右，Y轴向上，z轴向屏幕之外，很容易建立一个球体的几何方程如下：

x 2 + y 2 + z 2 = r 2

这里,r代表球体的半径。

当鼠标在球面的范围内移动时，我们可以由鼠标在二维屏幕上的二维点坐标P（x,y）通过数学关系求得其在球面上的投影点P'，鼠标从P1点移动到P2点，对应的在球面上就是从P1'移动到P2'。P1'和P2'与球心之间可以形成两个向量，鼠标移动转化成了向量从V1（OP1'向量）转到V2（OP2'向量），V1和V2的向量叉乘得到向量N即是三维物体的旋转轴，V1到V2的转角量就是三维物体的旋转角度。