마우스를 이용한 View 회전

예전에 나이스가이님이 질문한 마우스를 이용해 현재 화면을 회전하면서 화면상의 물체를 살펴보는 방법에 대해 간단하게 설명해 보려한다. 전문용어(?)로는 Arcball 기법이라고 하는데, 이 Arcball을 구현하는 방법으로 직접 회전행렬을 계산해서 OpenGL의 glMultMatrix를 이용해 적용하는 방법 하나와 x와 y축에 대한 회전각도만을 계산해서 glRotatef를 이용해 적용하는 방법이 있다. 첫번째 방법은 NeHe의 강좌에 소개되어져있으나 URL은 http://nehe.gamedev.net/data/lessons/lesson.asp?lesson=48 이다. 하지만 필자는 두번째 방법을 이용해 Arcball를 구현해 보려고 한다. 이유인 즉, 첫번째 방법은 OpenGL에서는 기본적으로 행렬 Type와 행렬간의 연산자 함수를 제공해주지 않으므로, 회전행렬을 직접 구하기 위한 행렬 Type을 개발자가 직접 정의해줘야 하고 행렬연산을 만들어줘야하는 번거로움이 있는 반면, 두번째 방법은 단지 x와 y축에 대한 회전각도 값을 실수형으로도 충분하기 때문이다.

글자만 있으면 썰렁하므로 별 의미도 없을법한 최종 결과 스크린샷은 아래와 같다.

화면상에 OpenGL의 GLUquadricObj을 이용하여 실린더를 6개를 그렸으며, 마우스를 이용하여 실린더 6개를 회전시키면서 살펴볼 수 있다. 보다 자세한 조작법은 마우스 오른쪽 버튼을 누른 상태에서 좌우로 마우스를 이동하면 Y축으로 회전되며 상하로 마우스를 이동하면 X축으로 회전한다. 이러한 사용자 액션과 반응을 염두해 두고 코드를 살펴보면 이해하는데 큰 도움이 될 것이다.

먼저 마우스 조작에 따른 Arcball 기법을 적용하기 이전에 화면상에 6개의 실린더를 그려주는 코드는 다음과 같다.

int DrawGLScene()
{
	glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
	glLoadIdentity();
	glTranslatef(0.0f, 0.0f, -20.0f);

	bool bToggle = true;
	for(float offset=-5; offset<=5; offset+=2) {
		if(bToggle) glColor3f(0.6f, 0.6f, 1.0f);
		else glColor3f(1.0f, 0.6f, 0.6f);
		bToggle = !bToggle;

		glPushMatrix();
		glTranslatef(offset, 0.0f, 0.0f);
		glTranslatef(0.0f, 0.0f, -8.0f);
		gluCylinder(obj, 1.0f, 1.0f, 16.0f, 38, 4);
		glPopMatrix();
	}

	return TRUE;			
}

코드를 보고 이미 짐작하고 계실 분도 있겠지만, 이 코드는 NeHe의 강좌에서 제공하는 코드를 기본으로 하고 있다. 혹시 필요한 분들을 위해 전체코드를 다운로드 할 수 있도록 하겠다.

이제 위의 코드에서 마우스를 이용해 상하좌우로 회전시키면서 6개의 실린더를 구석구석 관찰하는 코드를 추가해보자.

먼저 마우스의 Drag를 통해 계산될 X축과 Y축에 대한 회전값을 위한 변수는 다음과 같다.

GLfloat xAngle;
GLfloat yAngle;
POINT mouseDownPt;

언급하지 않은 mouseDownPt 변수가 있는데, 이것은 마우스 버튼을 누른 좌표 지점을 저정하기 위한 변수이다. 마우스 버튼을 누른 지점과 마우스 버튼을 누른 상태에서 마우스를 이동하였을때 X축과 Y축으로 얼마만큼 이동되었는지를 계산하고 이 계산된 값을 이용해 xAngle와 yAngle값이 계산된다.

일단 xAngle와 yAngle가 계산되었다고 가정하고 최종적으로 회전을 적용시킨 코드는 가장 앞서 언급한 코드인 DrawGLScene 함수의 수정에 있다.

int DrawGLScene()
{
	glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
	glLoadIdentity();							
	glTranslatef(0.0f, 0.0f, -20.0f);

	glRotatef(xAngle, 1.0f,0.0f,0.0f);
	glRotatef(yAngle, 0.0f,1.0f,0.0f);

	bool bToggle = true;
	for(float offset=-5; offset<=5; offset+=2) {
		.
		.
		.
	}

	return TRUE;			
}

	case WM_LBUTTONDOWN:
	{
		mouseDownPt.x = GET_X_LPARAM(lParam);
		mouseDownPt.y = GET_Y_LPARAM(lParam);

		SetCapture(hWnd);

		return 0;
	}

	case WM_MOUSEMOVE:
	{
		if(GetCapture() == hWnd) {
			int X = GET_X_LPARAM(lParam);
			int Y = GET_Y_LPARAM(lParam);

			xAngle += (Y-mouseDownPt.y) / 3.6;
			yAngle += (X-mouseDownPt.x) / 3.6;

	                InvalidateRect(hWnd, NULL, FALSE);

			mouseDownPt.x = X;
			mouseDownPt.y = Y;
		}

		return 0;
	}

	case WM_LBUTTONUP:
	{
		ReleaseCapture();
		return 0;
	}