回転とスクリーンの座標

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問題

3D空間上で、大きさが2×2のスクリーンを用意し、
中心をZ = 3の位置におく。

※4頂点は、
(-1,1,3), (-1,-1,3), (1,-1,3), (1,1,3)

この時、スクリーンの4頂点の1つ(1,1,3)について、

X軸回転でθ=30,
Y軸回転でφ=45

だけ移動したときの座標を出力せよ。

その他条件：
　マウスで視点変更可能。
　「w」キーで座標出力
　移動後のスクリーンも表示

答え

#include <cmath>
#include <cstdio>
#include <GL/glut.h>
#include <GL/glu.h>
#include <GL/gl.h>

#define theta 30 //X軸
#define phai 45 //Y軸
double xx,yy,zz;

void display();
void reshape(int w, int h);

void myMouseFunc(int button,int state,int x,int y);
void myMouseMotion(int x,int y);

void keyboard(unsigned char key, int x, int y);

inline void DRAW_XYZ();
void CALC_AND_PLOT();

using namespace std;

inline void GLUT_INIT()
{
glutInitDisplayMode(GLUT_RGBA| GLUT_DOUBLE | GLUT_DEPTH);
glutInitWindowSize(400,400);
}

inline void GLUT_CALL_FUNC()
{
glutDisplayFunc(display);
glutReshapeFunc(reshape);
glutMouseFunc(myMouseFunc);
glutMotionFunc(myMouseMotion);

glutKeyboardFunc(keyboard);
}

inline void MY_INIT()
{
glClearColor(1.0, 1.0, 1.0, 1.0);
}

int main(int argc, char **argv)
{
glutInit(&argc,argv);
GLUT_INIT();
glutCreateWindow("window name");
GLUT_CALL_FUNC();
MY_INIT();
glutMainLoop();

return 0;
}

/********[ここからコールバック]****************************************/
double xAngle = 0.0, yAngle = 0.0;
void display()
{

glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);

glLoadIdentity();
gluLookAt(5.0, 6.0, 7.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 1.0, 0.0);

glRotated(xAngle,1,0,0);
glRotated(yAngle,0,1,0);

DRAW_XYZ();

glEnable(GL_DEPTH_TEST);

glColor3d(0.7,0.1,0.5);
CALC_AND_PLOT();

glPushMatrix();
glRotated(phai,0,1,0);//Y軸回転
glRotated(-theta,1,0,0);//X軸回転
glTranslated(0,0,3);
glColor3d(1,0,0);
glBegin(GL_LINE_LOOP);
glVertex2d(-1,1);
glVertex2d(-1,-1);
glVertex2d(1 , -1);
glVertex2d(1 , 1);
glEnd();
glColor3d(1,1,1);
glPopMatrix();

glDisable(GL_DEPTH_TEST);

glutSwapBuffers();

}

void reshape(int w, int h)
{
glViewport(0, 0, w, h);
glMatrixMode(GL_PROJECTION);
glLoadIdentity();
gluPerspective(30.0, (double)w / (double)h, 1.0, 100.0);
glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
glLoadIdentity();

}

int xStart,yStart;
bool mouseFlag = GL_FALSE;
void myMouseFunc(int button,int state,int x,int y)
{
if(button == GLUT_LEFT_BUTTON &&state == GLUT_DOWN)
{
xStart = x;
yStart = y;
mouseFlag = GL_TRUE;
}
else
{
mouseFlag = GL_FALSE;

}

}

void myMouseMotion(int x,int y)
{
int xdis,ydis;
double a = 0.5;

if(mouseFlag == GL_FALSE)return;

xdis = x - xStart;
ydis = y - yStart;

xAngle += (double)ydis * a;
yAngle += (double)xdis * a;

xStart = x;
yStart = y;
glutPostRedisplay();
}

void keyboard(unsigned char key, int x, int y)
{

if(key == 'w')
{
printf("(%f,%f,%f)\n",xx,yy,zz);
}
}

/**********[ここから各種関数]***********************/
inline void DRAW_XYZ()
{
glBegin(GL_LINES);

glColor3d(0,1,0);//x
glVertex2d(-100,0);
glVertex2d(100, 0);

glColor3d(1,0,0);//y
glVertex2d(0,0);
glVertex2d(0,100);

glColor3d(0,0,1);//z
glVertex3d(0,0,-100);
glVertex3d(0,0, 100);
glEnd();

}

void CALC_AND_PLOT()
{
#define PI_OVER_180 0.0174532925

double x=1, y=1, z=3;
double tmpX,tmpY,tmpZ; //一時変数

glPointSize(10);
glBegin(GL_POINTS);

tmpX = x;
tmpY = y* cos(-theta*PI_OVER_180) - z * sin(-theta*PI_OVER_180);
tmpZ = y* sin(-theta*PI_OVER_180) + z * cos(-theta*PI_OVER_180);

xx = tmpX * cos(phai*PI_OVER_180) + tmpZ * sin(phai*PI_OVER_180);
yy = tmpY;
zz = -tmpX * sin(phai*PI_OVER_180) + tmpZ * cos(phai*PI_OVER_180);

glVertex3d(xx,yy,zz);
glEnd();

}