相对于一个点旋转相机

Posted 2023-02-16

【中文标题】相对于一个点旋转相机

【英文标题】：Rotate camera relative to a point

【发布时间】：2012-11-28 01:08:33

【问题描述】：

我需要从第三人称视角围绕玩家旋转相机。 （没什么花哨的）。

这是我的尝试：

// Forward, right, and position define the plane - they have x,y,z components.

void rotate ( float angle, Vector interestPoint )

    Vector oldForward ( Forward );

    forward = forward * cos(angle) + right * sin(angle);    
    forward.Normalize();

    right = forward.CrossProduct ( up );
    right.Normalize();

    position = ( position + old_forward * position.Distance( interestPoint ) ) - (forward * position.Distance( interestPoint ) );

    this->angle += angle;

问题是，如果我们说左转很多次，物体和相机之间的距离就会增加。

【问题讨论】：

听起来您需要为相机与物体的距离添加另一个参数，或者可能是距离和方向？

【参考方案1】：

对于一个非常简单的orbit 相机，就像大多数3rd person 冒险游戏一样，你需要 4 样东西：

目标的位置 与目标的距离 方位角 极角

（如果您希望您的相机在方向上始终相对于目标，您还需要提供目标的方向，在这种情况下，我将简单地使用世界方向）

参考Spherical coordinate systems。

您应该将您的方位角映射到您的水平控件上（并在您到达2 * PI 时使其循环）并且您的极角应该映射到您的垂直控件上（或者如果玩家选择该选项并使其被夹住则反转在 -PI 和 PI 之间 - 如果你平行于它（-PI 或 PI），请注意基于世界 Up 向量的计算

距离可以是固定的，也可以由样条线驱动，在这种情况下，我们将假设一个固定的距离。

所以，要计算你的位置，你从WorldForward开始，这是一个unit vector指向你通常认为是你的前方的轴，例如(1,0,0)（这里，如果我们正在构建一个相对相机，我们将使用目标的前向矢量），然后您将其反转 (* -1) 以“从目标”“到您的相机”。

（以下是未经测试的伪代码，但您应该了解要点 - 另外，请注意它可以简化，我只是为了清楚起见）

下一步是使用我们的方位角rotate 这个向量，这是您相机的水平方向分量。比如：

Vector toCamera = WorldForward * -1;
Matrix horizontalRotation = Matrix.CreateRotationZ(azimuth); // assuming Z is up
Vector horizontalRotationPosition = horizontalRotation.Transform(toCamera);

此时，您有一个可以围绕目标水平旋转的相机，现在要添加另一个轴，您只需使用极角旋转再次进行变换：

Matrix verticalRotation = Matrix.CreateRotationY(polar); // assuming Y is right
Vector finalRotatedVector = verticalRotation.Transform(horizontalRotationPosition);

现在，我们有一个unit vector，它指向相机应该在的位置，如果你将它乘以你想要远离目标的distance并加上你的目标位置，你应该得到你的最终position。请记住，如果取反，此单位向量表示您的相机的 forward 向量。

Vector cameraPosition = targetPosition + finalRotatedVector * distanceFromTarget;