当摄像机旋转时，2d屏幕速度到3d世界速度

Posted 2021-04-17

我正在创建一个小型演示游戏，您可以围绕地球旋转并将卫星发射到太空。但是我的计算有些麻烦。

您可以将鼠标从平台拖动到某个方向。这是你射击卫星的方向。因为相机围绕行星旋转，所以向上与向前不同。对于卫星的方向，我需要一个Vector3（方向/速度）。

所以我拥有的数据是屏幕上的平台前移和鼠标拖动方向。

所以当用户将其拖动到（-0.7,0.7）时，这意味着satilatie的发射方向应为（0,0,1）。全球/世界前进方向。

那么我该如何将这些2d屏幕位置和方向转换为世界方向？

答案

PlayCanvas有一个非常有用的功能，我们可以使用。 implementation如下：

 * @description Convert a point from 2D canvas pixel space to 3D world space.
 * @param {Number} x x coordinate on PlayCanvas' canvas element.
 * @param {Number} y y coordinate on PlayCanvas' canvas element.
 * @param {Number} z The distance from the camera in world space to create the new point.
 * @param {Number} cw The width of PlayCanvas' canvas element.
 * @param {Number} ch The height of PlayCanvas' canvas element.
 * @param {pc.Vec3} [worldCoord] 3D vector to receive world coordinate result.
 * @returns {pc.Vec3} The world space coordinate.
 */
screenToWorld: function (x, y, z, cw, ch, worldCoord) {
  ...

我们可以使用此函数将鼠标拖动线的起点和终点（图中的A和B）转换为世界空间中的3D线。转换后，我们必须从两个投影点中减去相机的世界位置，并对结果矢量进行标准化。

[z参数与此目的无关，因为我们只对方向向量而不是实际点感兴趣，所以只需将其设置为例如1.]

那么这给了我们什么呢？这两个向量跨越的平面：

速度方向必须满足三个标准：

• 垂直于发射场地的表面法线（即与表面相切）。
• 与我们刚刚找到的飞机平行。
• 从A到B的方向有一个组件。

让：

• 屏幕点A和B分别投射到定向向量U和V。
• 发射场的表面法线（站在那里的人看到的“向上”方向）是N： 哪里(ψ, φ) = (lat, long)。

最后，（非标准化）速度方向由cross(N, cross(A, B))简单给出。请注意，操作顺序很重要。

想象一下：

编辑：

1. 第二张图中的小错误：U×V应该是V×U，但预期结果N×(U×V)仍然是正确的。
2. 请注意，UxV不一定与N垂直。当它与N平行时，蓝色平面“刮擦”表面，即绿色线AB与发射现场在屏幕上呈现的地球表面相切。