こーひーをぶんなぐれ！ - OpenGL 1.x系の平行・垂直投影 - 3次元座標系の中での2次元グラフィック描画とアニメーション

並行投影をするglOrthoの概念図は上記のようになる．(画像はSource:unknownとして出回っている画像だが，公式赤本OpenGL Programming Guideが出展)

並行投影なので，画面(viewport)からのオブジェクトの距離が遠くても近くても，大きさが変わることはない．

これを用いて，擬似的に2次元グラフィック環境としても利用することができる．

/* 2DGraphicsWithOrthoProjection_1.c */
#ifdef __APPLE__
#include <OpenGL/opengl.h>
#include <GLUT/glut.h>
#else
#include <GL/gl.h>
#include <GL/glut.h>
#endif

//あらかじめ描画する座標を2次元配列として作っておく
double myTriangle1[3][3] = {
  {0.8, 0.1, 0.0},
  {-0.3, -0.2, 0.0},
  {0.4, -0.8, 0.0}};

double myTriangle2[3][3] = {
  {0.5, 0.0, 0.0}, //Z座標は0とする
  {-0.5, -0.3, 0.9},
  {0.2, -0.4, 0.8}};


void display(void){
  //背景を塗りつぶす
  glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);

  //投影変換モードへ入る
  glMatrixMode(GL_PROJECTION); 
  glLoadIdentity(); //投影変換の変換行列を単位行列で初期化
  //各軸-1.0～1.0で囲まれる立方体の範囲にあるモノを垂直方向へ並行投影
  glOrtho(-1.0, 1.0, //X軸は-1.0から1.0の範囲
	  -1.0, 1.0, //Y軸は-1.0から1.0の範囲
	  1.0, -1.0); //Z軸は……
  //垂直方向へ平行投影なので，
  //何もしないとカメラは(0.0, 0.0, 無限遠)から原点(0.0, 0.0, 0.0)を見ている状態になる
  //画面の中心が(0.0, 0.0, 0.0)となる．


  glMatrixMode(GL_MODELVIEW); //視野変換・モデリング変換モードへ
  glLoadIdentity(); //視野変換・モデリング変換の変換行列を単位行列で初期化
  //------ここから下でモデル・オブジェクトの描画をする-----------------

  //これから描く線の色を指定する(RGBA)
  glColor4f(1.0, 0.0, 0.0, 0.0);

  //線のみの三角形を描く
  glBegin(GL_LINE_LOOP);
  glVertex3d(-0.9, -0.9, 0.0); //X座標，Y座標，Z座標: Z座標は0
  glVertex3d(-0.9, 0.0, 0.0);
  glVertex3d(0.9, 0.9, 0.0);
  glEnd();


  //新たに線の色を指定する
  glColor4f(0.0, 1.0, 0.0, 0.0);
  //あらかじめ作っておいた頂点配列を描画する．
  glBegin(GL_LINE_LOOP);
  for(int i=0; i<3; i++){
    glVertex3d(myTriangle1[i][0], myTriangle1[i][1], myTriangle1[i][2]);
  }
  glEnd();

  //新たに色を指定する
  glColor4f(0.0, 0.0, 1.0, 0.0);
  //今度は塗りつぶす三角形
  glBegin(GL_TRIANGLES);
  for(int i=0; i<3; i++){
    glVertex3d(myTriangle2[i][0], myTriangle2[i][1], myTriangle2[i][2]);
  }
  glEnd();
  //-----------モデルの描画ここまで-------------------
  
  glutSwapBuffers();
  
}

void resize(int windowWidth, int windowHeight) {
    glViewport(0, 0, windowWidth, windowHeight); //ウインドウ全体に表示
}


int main(int argc, char *argv[])
{
  glutInit(&argc, argv);
 
  glutInitWindowSize(640, 480); 
  
  glutInitDisplayMode(GLUT_RGBA | GLUT_DOUBLE | GLUT_DEPTH);
  //GLUT_DEPTHを指定することで，Z軸が使える様になる．
  glutCreateWindow("2DGraphicsWithOrthoProjection_1");

  glutDisplayFunc(display);
  glutReshapeFunc(resize); //関数resizeをコールバックに設定

  //黒で塗りつぶす指定をする
  glClearColor(0.0, 0.0, 0.0, 0.0);

  //メインループ開始
  glutMainLoop();
  return 0;
}

/* 2DGraphicsWithOrthoProjection_2.c */

#ifdef __APPLE__
#include <OpenGL/opengl.h>
#include <GLUT/glut.h>
#else
#include <GL/gl.h>
#include <GL/glut.h>
#endif

//あらかじめ描画する座標を2次元配列として作っておく
double myTriangle1[3][3] = {
  {0.8, 0.1, 0.0},
  {-0.3, -0.2, 0.0},
  {0.4, -0.8, 0.0}};

double myTriangle2[3][3] = {
  {0.5, 0.0, 0.0}, //Z座標は0とする
  {-0.5, -0.3, 0.9},
  {0.2, -0.4, 0.8}};

//アニメーションのための移動幅の指定
double myTriangle1TranslateX = 0.0;
double myTriangle1TranslateY = 0.0;
double myTriangle2RotateAngle = 0;

void display(void){
  //背景を塗りつぶす
  glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);

  //投影変換を指定するモードへ入る
  glMatrixMode(GL_PROJECTION); 
  glLoadIdentity(); //投影変換の変換行列を単位行列で初期化
  //各軸-1.0～1.0で囲まれる立方体の範囲にあるモノを垂直方向へ並行投影
  glOrtho(-1.0, 1.0, //X軸は-1.0から1.0の範囲
	  -1.0, 1.0, //Y軸は-1.0から1.0の範囲
	  1.0, -1.0); //Z軸は……
  //垂直方向へ平行投影なので，
  //何もしないとカメラは(0.0, 0.0, 無限遠)から原点(0.0, 0.0, 0.0)を見ている状態になる
  //画面の中心が(0.0, 0.0, 0.0)となる．


  glMatrixMode(GL_MODELVIEW); //視野変換・モデリング変換モードへ
  glLoadIdentity(); //視野変換・モデリング変換の変換行列を単位行列で初期化
  //------ここから下でモデル・オブジェクトの描画をする-----------------

  //これから描く線の色を指定する(RGBA)
  glColor4f(1.0, 0.0, 0.0, 0.0);

  //線のみの三角形を描く
  glBegin(GL_LINE_LOOP);
  glVertex3d(-0.9, -0.9, 0.0); //X座標，Y座標，Z座標: Z座標は0
  glVertex3d(-0.9, 0.0, 0.0);
  glVertex3d(0.9, 0.9, 0.0);
  glEnd();


  //ここからglPopMatrixが実行されるまでひとまとまりの変換と描画を行うよ，という指定
  glPushMatrix();
  //これから描画するものは，原点から値分だけ移動させますよ，という命令
  glTranslatef(myTriangle1TranslateX, myTriangle1TranslateY, 0.0);
  //新たに線の色を指定する
  glColor4f(0.0, 1.0, 0.0, 0.0);
  //あらかじめ作っておいた頂点配列を描画する．
  glBegin(GL_LINE_LOOP);
  for(int i=0; i<3; i++){
    glVertex3d(myTriangle1[i][0], myTriangle1[i][1], myTriangle1[i][2]);
  }
  glEnd();
  glPopMatrix();

  //またひとまとまりの変換と描画を行うよ，という指定
  glPushMatrix();

  //原点からx:0.0, y:0.0, z:1.0を結ぶ線を軸として，
  //myTriangle2RotateAngle変数の中身分だけ回転させますよ，という命令
  glRotatef(myTriangle2RotateAngle, 0.0, 0.0, 1.0);

  //新たに色を指定する
  glColor4f(0.0, 0.0, 1.0, 0.0);
  //今度は塗りつぶす三角形
  glBegin(GL_TRIANGLES);
  for(int i=0; i<3; i++){
    glVertex3d(myTriangle2[i][0], myTriangle2[i][1], myTriangle2[i][2]);
  }
  glEnd();
  glPopMatrix();
  //-----------モデルの描画ここまで-------------------
  
  glutSwapBuffers();
  
}

void resize(int windowWidth, int windowHeight) {
    glViewport(0, 0, windowWidth, windowHeight); //ウインドウ全体に表示
}

void timer(){
  //移動アニメーションに使うグローバル変数を増加させる
  myTriangle1TranslateX += 0.05;
  myTriangle1TranslateY += 0.05;
  myTriangle2RotateAngle += 3;

  glutPostRedisplay();
  //この関数自身を100ms後に呼び出す指定
  glutTimerFunc(100, timer, 0);
}

int main(int argc, char *argv[])
{
  glutInit(&argc, argv);
 
  glutInitWindowSize(640, 480); 
  
  glutInitDisplayMode(GLUT_RGBA | GLUT_DOUBLE | GLUT_DEPTH);
  //GLUT_DEPTHを指定することで，Z軸が使える様になる．
  glutCreateWindow("2DGraphicsWithOrthoProjection_2");

  glutDisplayFunc(display);
  glutReshapeFunc(resize); //関数resizeをコールバックに設定

  //黒で塗りつぶす指定をする
  glClearColor(0.0, 0.0, 0.0, 0.0);

  //移動させていくためのtimer関数を100ms後に呼び出す指定
  //一度呼んだら指定は消えるので，timer関数内の最後で再呼び出ししなければならない
  glutTimerFunc(100, timer, 0);

  //メインループ開始
  glutMainLoop();
  return 0;
}