OpenGL 3D相機gluLookAt

Question

我正在嘗試使用gluLookAt方法設置3D相機。所以我得到了一個10x10x10的立方體，現在我想移動該立方體內的相機。我有類似的東西：

gluLookAt(camera->x,camera->y,camera->z, camera->eyeX, camera->eyeY, camera->eyeZ, 0, 1, 0); 

現在我前進/後退：

if(GetKeyState(VK_UP) <0) 
       {  
        camera->x += sin(camera->angleX)*0.1f; 
        camera->eyeX += sin(camera->angleX)*0.1f;    
        camera->z -= cos(camera->angleX)*0.1f; 
        camera->eyeZ -= cos(camera->angleX)*0.1f; 
      } 

現在我轉左/右：

if(GetKeyState(VK_LEFT) <0) 
      { 
       camera->angleX -=0.1f; 
       camera->eyeX = sin(camera->angleX) +camera->x; 
       camera->eyeZ = -cos(camera->angleX) + camera->z; 
      } 

讓所有的作品完美但現在我想按住SHIFT鍵的同時向上/向下旋轉。所以我有這樣的事情：

if(GetKeyState(VK_SHIFT) <0) 
      { 
       if(GetKeyState(VK_UP)<0) 
       { 
        camera->angleY +=0.1f;     
        camera->eyeY = sin(camera->angleY) +camera->y;     
       } 

實際上有些奇怪的事情發生。相機一直在上下搖擺，然後慢慢前進。另外，我想補充一點，當我擡頭向前移動時，相機實際上就是在那裏看起來的。所以基本上，情況如下：我是一個被困在10x10x10立方體中的鬼魂，可以隨意走動。我想移動到右上角？我只是去那裏。所以...任何想法我應該改變/添加？

Answer 1

編輯：我從頭開始我的回覆，因爲我可能已經認爲這個主題太過於熟悉。

您面臨的問題是您的公式基本上不正確：在「向上」向量（向上指向相機的向量）始終爲[0 1 0] ...如果您還想要向上/向下旋轉，則不是這種情況。而你的旋轉向下的公式是不正確的，因爲它只修改Y分量，旋轉不能這樣工作。

來處理正確的方法是：

• 存儲3個變量表示攝像機位置（像你一樣）。我們稱它們爲Px,Py,,Pz
• 來存儲代表攝像機視角方向的3個變量（而不是您的eyeX/Y/Z編碼攝像機正在查看的點）。我們稱之爲Vx,Vy,Vz
• 用於存儲代表相機右矢量（或向上矢量，如您所願）的3個變量。讓我們採取正確的矢量，並將其稱爲Rx,Ry,Rz。

或者，您可以有一個很好的「Vector」類，它代表向量，而不是每次存儲3個變量。這是一個細節。

現在，你向前移動相機拍攝方法只是變成：

Px += Vx; 
Py += Vy; 
Pz += Vz; 

可以使用，例如，Rodrigues式旋轉（希望沒有人會在您推出的「四元數」神奇的詞來表達自己聰明;））。那麼一般自包含的代碼，以繞任意軸將是：

// rotate the vector (vx, vy, vz) around (ax, ay, az) by an angle "angle" 

void rotate(double &vx, double &vy, double &vz, double ax, double ay, double az, double angle) { 
    double ca = cos(angle); 
    double sa = sin(angle); 
    double crossx = -vy*az + vz*ay; 
    double crossy = -vz*ax + vx*az; 
    double crossz = -vx*ay + vy*ax; 
    double dot = ax*vx + ay*vy + az*vz; 
    double rx = vx*ca + crossx*sa + dot*ax*(1-ca); 
    double ry = vy*ca + crossy*sa + dot*ay*(1-ca); 
    double rz = vz*ca + crossz*sa + dot*az*(1-ca); 
    vx = rx; 
    vy = ry; 
    vz = rz; 
} 

而且一定要保持標準座標爲您的相機的載體。

現在，特別是旋轉你的相機上/下，當你按下一個按鈕：

// rotate up: 
rotate(Vx, Vy, Vz, Rx, Ry, Rz, some_CONSTANT_angle); 
// rotate down: 
rotate(Vx, Vy, Vz, Rx, Ry, Rz, - some_CONSTANT_angle); 

要旋轉左/右，你首先需要計算「向上」矢量並不需要是存儲（除非你想，但它是多餘的），並且旋轉兩個視圖方向，右載體：

// find up vector using a cross product: 
    double Ux = Ry*Vz - Rz*Vy; 
    double Uy = Rz*Vx - Rx*Vz; 
    double Uz = Rx*Vy - Ry*Vx; 

//rotate left 
    rotate(Rx, Ry, Rz, Ux, Uy, Uz, some_CONSTANT_angle); 
    rotate(Vx, Vy, Vz, Ux, Uy, Uz, some_CONSTANT_angle); 
// rotate right 
    rotate(Rx, Ry, Rz, Ux, Uy, Uz, - some_CONSTANT_angle); 
    rotate(Vx, Vy, Vz, Ux, Uy, Uz, - some_CONSTANT_angle); 

設置相機矩陣現在變成：

gluLookAt(Px, Py, Pz, Px+Vx, Py+Vy, Pz+Vz, Rx, Ry, Rz); // or is it Ux, Uy, Uz at the end? don't remember. 

當然，我沒有測試任何這些代碼，現在就寫出來。希望它有效！