使用 OpenGL 定向图形以查看相机

Posted 2023-02-22

【中文标题】使用 OpenGL 定向图形以查看相机

【英文标题】：Orientating Figures to look at the Camera with OpenGL

【发布时间】：2012-10-16 08:19:31

【问题描述】：

在我的 opengl 应用程序中，我想将人物定向到看相机，为此，我为所有对象定义了 2 个向量，正面和向上。

我使用 gluLookAt 来控制相机，所以我需要的向量 newFront 和 newUp 很容易知道。

我用来控制每个图形方向的代码是：

m4D orientate(v3D newFront, v3D newUp)

    double angle = angle_between(front, newFront);
    v3D cross = normalize(cross_product(front, newFront));

    m4D matrix = rotate_from_axis(angle, cross);

    up = normalize(up * matrix);

    angle = angle_between(up, newUp);
    cross = normalize(cross_product(up, newUp));

    return(rotate_from_axis(angle, cross) * matrix);

当矩阵堆栈只有这个矩阵时，这段代码运行良好，但如果我推动之前的矩阵旋转（当然是前向和向上的向量），它会失败。

我有什么错？

【参考方案1】：

当有更简单的方法时，为什么总是那些复杂的“我解决反向旋转并将其乘以模型视图”广告牌/冒名顶替解决方案？

令 M 为模型视图矩阵，从中确定广告牌矩阵。矩阵是 4×4 实值类型。左上角的 3×3 定义了旋转和缩放。对于广告牌，这部分是身份。

因此，通过将当前模型视图矩阵的左上部分替换为标识，并保持其余部分不变，即

 1  0  0 tx
 0  1  0 ty
 0  0  1 tz
wx wy wz ww

并使用该矩阵进行进一步的转换，您将获得所需的效果。如果应用了缩放，请将左上角的单位替换为缩放矩阵。

【讨论】：

非常感谢 datenwolf，我怀疑复杂解决方案的原因与设计的图形引擎有关。实施您的解决方案迫使我完全控制矩阵转换（不像现在那样部分控制）。

它有效！！，只有一个提示（我不知道我是否需要打开新问题），¿我的代码可以用于选择任意前向和向上向量的一般方向吗？

@ergocortex：即使这样也可以写得更简单。矩阵的第 2 行有时称为“向上”，第 3 列称为“前”向量。第一列应设置为它们之间的叉积。如果将齐次变换矩阵的前 3 列可视化为坐标系的基向量，将第 4 列可视化为原点，则最容易理解。

感谢您的解释@datenwolf。很有启发性。