关于glPushMatrix实现卫星绕公转行星旋转的原理确认

你的分析没问题，第二个glPushMatrix确实继承了之前的变换状态，让月球能以公转中的地球为原点做环绕运动，这也是OpenGL矩阵栈（glPushMatrix/glPopMatrix）专门设计来解决的问题——实现层次化的嵌套变换，比如子物体跟随父物体运动的场景。

我们一步步拆解这段代码的变换逻辑：

1. 初始状态：矩阵是单位矩阵，原点在屏幕中心，直接绘制太阳，太阳固定在中心。
2. 地球绕太阳公转：
   • glPushMatrix()：把当前的单位矩阵（太阳所在的初始坐标系）压入矩阵栈保存。
   • glRotate(angles[0], 0, 0, 1)：绕初始原点（太阳）旋转一定角度，将坐标系转到地球公转的方向。
   • glTranslate(4, 0, 0)：把坐标系原点平移4个单位到地球当前的公转位置。
   • 此时绘制地球，地球就出现在绕太阳公转的轨道上。
3. 月球绕地球公转：
   • glPushMatrix()：把当前完成“旋转+平移”的矩阵（以地球位置为新原点的坐标系）压入栈保存。
   • glRotate(angles[2], 0, 0, 1)：绕这个新原点（地球）旋转，将坐标系转到月球绕地球的方向。
   • glTranslate(0, 1.5, 0)：把坐标系原点平移1.5个单位到月球当前的轨道位置。
   • 此时绘制月球，月球就会跟着地球的公转位置，同步绕地球旋转。
4. 恢复变换状态：
   • 第一个glPopMatrix()：弹出栈顶矩阵，回到地球所在的坐标系状态，避免后续绘图被月球的变换影响。
   • 第二个glPopMatrix()：弹出栈顶矩阵，回到初始的单位矩阵状态，确保下一次绘图不受之前的公转变换影响。

简单来说，glPushMatrix就是“保存当前坐标系状态”，glPopMatrix就是“回到之前保存的坐标系状态”，通过这种嵌套的压栈、弹栈操作，就能轻松实现父物体带动子物体的层级运动，这在3D/2D场景的动画、模型绘制中是非常基础且常用的手段。

核心代码回顾：

# Sun
plot_circle(radius=1, color=[180 / 255, 180 / 255, 16 / 255])
glPushMatrix()
# This code makes Earth spin around the sun.
glRotate(angles[0], 0, 0, 1)
glTranslate(4, 0, 0)
# Earth
plot_circle(radius=0.75, color=[0 / 255, 59 / 255, 174 / 255])
glPushMatrix()
# This somehow makes the moon spin around the earth.
glRotate(angles[2], 0, 0, 1)
glTranslate(0, 1.5, 0)
# Moon
plot_circle(radius=0.25, color=[128 / 255, 128 / 255, 128 / 255])
glPopMatrix()
glPopMatrix()

内容的提问来源于stack exchange，提问作者KironStylo