函數(shù)原型:

?????? void glMatrixMode(GLenum mode)

參數(shù)說明：

?????? mode 指定哪一個矩陣堆棧是下一個矩陣操作的目標,可選值:　

　　GL_MODELVIEW,對模型視圖矩陣堆棧應用隨后的矩陣操作?？梢栽趫?zhí)行此命令后，輸出自己的物體圖形了?！　L_PROJECTION,對投影矩陣堆棧應用隨后的矩陣操作?？梢栽趫?zhí)行此命令后，為我們的場景增加透視?！　L_TEXTURE,對紋理矩陣堆棧應用隨后的矩陣操作。可以在執(zhí)行此命令后，為我們的圖形增加紋理貼圖。

????? 在每個矩陣模式下都有一個矩陣對陣，在GL_MODELVIEW模式中，堆棧深度至少為32；在GL_PROJECTION和GL_TEXTURE模式中，堆棧深度至少為2；在任何模式中，當前矩陣總是該模式下矩陣堆棧中的最頂層矩陣。

函數(shù)說明:

?????? glMatrixMode()命令將當前矩陣設(shè)置成參數(shù)所指定的模式，以滿足不同繪圖所需執(zhí)行的矩陣變換。一般而言，在需要繪制出對象或要對所繪制對象進行幾何變換時，需要將變換矩陣設(shè)置成模型視圖模式；而當需要對繪制的對象設(shè)置某種投影方式時，則需要將變換矩陣設(shè)置成投影模式；只有在進行紋理映射時，才需要將變換矩陣設(shè)置成紋理模式。

????? 與glLoadIdentity()一同使用，glLoadIdentity()功能是重置當前指定的矩陣為單位矩陣。

? ? ? ?我們生活在一個三維的世界——如果要觀察一個物體，我們可以：
1、從不同的位置去觀察它。（視圖變換）
2、移動或者旋轉(zhuǎn)它，當然了，如果它只是計算機里面的物體，我們還可以放大或縮小它。（模型變換）
3、如果把物體畫下來，我們可以選擇：是否需要一種“近大遠小”的透視效果。另外，我們可能只希望看到物體的一部分，而不是全部（剪裁）。（投影變換）
4、我們可能希望把整個看到的圖形畫下來，但它只占據(jù)紙張的一部分，而不是全部。（視口變換）
這些，都可以在OpenGL中實現(xiàn)。

? ? ? ?OpenGL變換實際上是通過矩陣乘法來實現(xiàn)。無論是移動、旋轉(zhuǎn)還是縮放大小，都是通過在當前矩陣的基礎(chǔ)上乘以一個新的矩陣來達到目的。OpenGL可以在最底層直接操作矩陣，不過作為初學，這樣做的意義并不大。這里就不做介紹了。

一、模型變換和視圖變換
? ? ? ?從“相對移動”的觀點來看，改變觀察點的位置與方向和改變物體本身的位置與方向具有等效性。在OpenGL中，實現(xiàn)這兩種功能甚至使用的是同樣的函數(shù)。

? ? ? ?由于模型和視圖的變換都通過矩陣運算來實現(xiàn)，在進行變換前，應先設(shè)置當前操作的矩陣為“模型視圖矩陣”。設(shè)置的方法是以GL_MODELVIEW為參數(shù)調(diào)用glMatrixMode函數(shù)，像這樣：

glMatrixMode(GL_MODELVIEW);?//需要修改的是模型視圖矩陣、投影矩陣還是紋理矩陣。mode的值可以為：GL_MODELVIEW、GL_PROJECTION或GL_TEXTURE。

? ? ? ?通常，我們需要在進行變換前把當前矩陣設(shè)置為單位矩陣。這也只需要一行代碼：

glLoadIdentity();

? ? ? ?然后，就可以進行模型變換和視圖變換了。進行模型和視圖變換，主要涉及到三個函數(shù)：

glTranslate*:把當前矩陣和一個表示移動物體的矩陣相乘。三個參數(shù)分別表示了在三個坐標上的位移值。
glRotate*:把當前矩陣和一個表示旋轉(zhuǎn)物體的矩陣相乘。物體將繞著(0,0,0)到(x,y,z)的直線以逆時針旋轉(zhuǎn)，參數(shù)angle表示旋轉(zhuǎn)的角度。
glScale*:把當前矩陣和一個表示縮放物體的矩陣相乘。x,y,z分別表示在該方向上的縮放比例。

? ? ? ?注意我都是說“與XX相乘”，而不是直接說“這個函數(shù)就是旋轉(zhuǎn)”或者“這個函數(shù)就是移動”，這是有原因的，馬上就會講到。
? ? ? ?假設(shè)當前矩陣為單位矩陣，然后先乘以一個表示旋轉(zhuǎn)的矩陣R，再乘以一個表示移動的矩陣T，最后得到的矩陣再乘上每一個頂點的坐標矩陣v。所以，經(jīng)過變換得到的頂點坐標就是((RT)v)。由于矩陣乘法的結(jié)合率，((RT)v) = (R(Tv))，換句話說，實際上是先進行移動，然后進行旋轉(zhuǎn)。即：實際變換的順序與代碼中寫的順序是相反的。由于“先移動后旋轉(zhuǎn)”和“先旋轉(zhuǎn)后移動”得到的結(jié)果很可能不同，初學的時候需要特別注意這一點。
? ? ? ?OpenGL之所以這樣設(shè)計，是為了得到更高的效率。但在繪制復雜的三維圖形時，如果每次都去考慮如何把變換倒過來，也是很痛苦的事情。這里介紹另一種思路，可以讓代碼看起來更自然（寫出的代碼其實完全一樣，只是考慮問題時用的方法不同了）。
? ? ? ?讓我們想象，坐標并不是固定不變的。旋轉(zhuǎn)的時候，坐標系統(tǒng)隨著物體旋轉(zhuǎn)。移動的時候，坐標系統(tǒng)隨著物體移動。如此一來，就不需要考慮代碼的順序反轉(zhuǎn)的問題了。

? ? ? ?以上都是針對改變物體的位置和方向來介紹的。如果要改變觀察點的位置，除了配合使用glRotate*和glTranslate*函數(shù)以外，還可以使用這個函數(shù)：gluLookAt。它的參數(shù)比較多，前三個參數(shù)表示了觀察點的位置，中間三個參數(shù)表示了觀察目標的位置，最后三個參數(shù)代表從(0,0,0)到 (x,y,z)的直線，它表示了觀察者認為的“上”方向。

二、投影變換
? ? ? ?投影變換就是定義一個可視空間，可視空間以外的物體不會被繪制到屏幕上。（注意，從現(xiàn)在起，坐標可以不再是-1.0到1.0了?。?br />? ? ? ?OpenGL支持兩種類型的投影變換，即透視投影和正交投影。投影也是使用矩陣來實現(xiàn)的。如果需要操作投影矩陣，需要以GL_PROJECTION為參數(shù)調(diào)用glMatrixMode函數(shù)。

glMatrixMode(GL_PROJECTION);

? ? ? ?通常，我們需要在進行變換前把當前矩陣設(shè)置為單位矩陣。

glLoadIdentity();

? ? ? ?透視投影所產(chǎn)生的結(jié)果類似于照片，有近大遠小的效果，比如在火車頭內(nèi)向前照一個鐵軌的照片，兩條鐵軌似乎在遠處相交了。
1.使用glFrustum函數(shù)可以將當前的可視空間設(shè)置為透視投影空間。其參數(shù)的意義如下圖：

? ? ? ?這個函數(shù)原型為：

void?glFrustum(GLdouble?left,?GLdouble?Right,?GLdouble?bottom,?GLdouble?top,?GLdouble?near,?GLdouble?far);

? ? ? ?創(chuàng)建一個透視型的視景體。其操作是創(chuàng)建一個透視投影的矩陣，并且用這個矩陣乘以當前矩陣。這個函數(shù)的參數(shù)只定義近裁剪平面的左下角點和右上角點的三維空間坐標，即（left，bottom，-near）和（right，top，-near）;最后一個參數(shù)far是遠裁剪平面的離視點的距離值，其左下角點和右上角點空間坐標由函數(shù)根據(jù)透視投影原理自動生成。near和far表示離視點的遠近，它們總為正值(near/far 必須>0)。

void?mydisplay?(void)
{
?????......
????glMatrixMode?(GL_PROJECTION);
????LoadIdentity?();
????Frustum?(left,?right,?bottom,?top,?near,?far);
????......
}

2.也可以使用更常用的gluPerspective函數(shù)

? ? ? ?這個函數(shù)原型為：

void?gluPerspective(GLdouble?fovy,GLdouble?aspect,GLdouble?zNear,?GLdouble?zFar);

　　創(chuàng)建一個對稱的透視型視景體，但它的參數(shù)定義于前面的不同，如圖。其操作是創(chuàng)建一個對稱的透視投影矩陣，并且用這個矩陣乘以當前矩陣。參數(shù)fovy定義視野在Y-Z平面的角度，范圍是[0.0, 180.0]；參數(shù)aspect是投影平面寬度與高度的比率；參數(shù)Near和Far分別是近遠裁剪面到視點(沿Z負軸)的距離，它們總為正值。
　　以上兩個函數(shù)缺省時，視點都在原點，視線沿Z軸指向負方向。
3.正交投影相當于在無限遠處觀察得到的結(jié)果，它只是一種理想狀態(tài)。但對于計算機來說，使用正交投影有可能獲得更好的運行速度。
? ? ? ?使用glOrtho函數(shù)可以將當前的可視空間設(shè)置為正投影空間，如下圖所示：

? ? ? ?這個函數(shù)的原型為:

void?glOrtho(GLdouble?left,?GLdouble?right,?GLdouble?bottom,?GLdouble?top,?GLdouble?near,?GLdouble?far)

? ? ? ?六個參數(shù)，前兩個是x軸最小坐標和最大坐標，中間兩個是y軸,最后兩個是z軸值。它創(chuàng)建一個平行視景體（就是一個長方體空間區(qū)域）。實際上這個函數(shù)的操作是創(chuàng)建一個正射投影矩陣，并且用這個矩陣乘以當前矩陣。其中近裁剪平面是一個矩形，矩形左下角點三維空間坐標是（left，bottom，-near），右上角點是（right，top，-near）；遠裁剪平面也是一個矩形，左下角點空間坐標是（left，bottom，-far），右上角點是（right，top，-far）。
? ? ? ?注意，所有的near和far值同時為正或同時為負，值不能相同。如果沒有其他變換，正射投影的方向平行于Z軸，且視點朝向Z負軸。這意味著物體在視點前面時far和near都為負值，物體在視點后面時far和near都為正值。

? ? ? ?只有在視景體里的物體才能顯示出來。如果最后兩個值是(0，0)，也就是near和far值相同了，視景體深度沒有了，整個視景體都被壓成個平面了，就會顯示不正確。

三、視口變換
? ? ? ?當一切工作已經(jīng)就緒，只需要把像素繪制到屏幕上了。這時候還剩最后一個問題：應該把像素繪制到窗口的哪個區(qū)域呢？通常情況下，默認是完整的填充整個窗口，但我們完全可以只填充一半。（即：把整個圖象填充到一半的窗口內(nèi)）
運用相機模擬方式，我們很容易理解視口變換就是類似于照片的放大與縮小。在計算機圖形學中，它的定義是將經(jīng)過幾何變換、投影變換和裁剪變換后的物體顯示于屏幕窗口內(nèi)指定的區(qū)域內(nèi)，這個區(qū)域通常為矩形，稱為視口。
? ? ? ?在實際中，視口的長寬比率總是等于視景體裁剪面的長寬比率。如果兩個比率不相等，那么投影后的圖像顯示于視口內(nèi)時會發(fā)生變形，如圖所示。

?
? ? ? ?使用glViewport來定義視口。其中前兩個參數(shù)定義了視口的左下腳（0,0表示最左下方），后兩個參數(shù)分別是寬度和高度。

void?glViewport(GLint?x,GLint?y,GLsizei?width,GLsizei?height);

四、操作矩陣堆棧
? ? ? ? ?介于是入門教程，先簡單介紹一下堆棧。你可以把堆棧想象成一疊盤子。開始的時候一個盤子也沒有，你可以一個一個往上放，也可以一個一個取下來。每次取下的，都是最后一次被放上去的盤子。通常，在計算機實現(xiàn)堆棧時，堆棧的容量是有限的，如果盤子過多，就會出錯。當然，如果沒有盤子了，再要求取一個盤子，也會出錯。
? ? ? ? 我們在進行矩陣操作時，有可能需要先保存某個矩陣，過一段時間再恢復它。當我們需要保存時，調(diào)用glPushMatrix函數(shù)，它相當于把矩陣（相當于盤子）放到堆棧上。當需要恢復最近一次的保存時，調(diào)用glPopMatrix函數(shù)，它相當于把矩陣從堆棧上取下。OpenGL規(guī)定堆棧的容量至少可以容納32個矩陣，某些OpenGL實現(xiàn)中，堆棧的容量實際上超過了32個。因此不必過于擔心矩陣的容量問題。通常，用這種先保存后恢復的措施，比先變換再逆變換要更方便，更快速。

? ? ? ?注意：模型視圖矩陣和投影矩陣都有相應的堆棧。使用glMatrixMode來指定當前操作的究竟是模型視圖矩陣還是投影矩陣。