OpenGL相机的相对旋转

Posted 2023-02-22

【中文标题】OpenGL相机的相对旋转

【英文标题】：Relative rotation of OpenGL Camera

【发布时间】：2011-07-27 12:51:22

【问题描述】：

我目前正在努力寻找一个公式来旋转我的 OpenGL“相机”（我尝试通过场景旋转来做到这一点，但遇到了同样的问题）。 基本上我的相机在一个给定的位置，正在寻找一个给定的点（所有都指示为 gluLookAt），例如，我想向上旋转相机，并且仍然看着同一个点。

正确的流程应该是什么？ 我应该采用什么输入数据来确定移动量？ 2D鼠标坐标演化还是3D非投影鼠标坐标演化？

【问题讨论】：

你是说你想旋转你的相机位置围绕它的观察点？

【参考方案1】：

诀窍在于，如果您在正确的位置进行，相机旋转与场景旋转相同。将相机移动到要围绕其旋转的点，然后旋转相机，然后向后移出与移入相同的距离。

您的轮换数量取决于您的应用程序。以 G-Earth 为例：如果您靠近地表，则旋转（绝对）小，如果您远离地表，则旋转很大。

【讨论】：

谢谢，但是假设我在中心，我的相机本身并不是只针对 3 个维度中的一个，而是针对其中 3 个维度，所以有点 x，有点 y还有一点z。那么我应该应用什么公式来向前旋转它？谢谢！

“向前旋转”我认为您的意思是“向下俯仰”，例如将相机的前端向下推。为此，您将使用 glRotate(0.1, 1, 0, 0)。

【参考方案2】：

如果您正在为 openGL 创建轨道（围绕 LookAt）相机，我建议您使用以下数据来制作：

LookAtPosition- 3D vector
CamUp - 3D unit vector
RelativeCamPosition - 3D unit vector
CamDistance - decimal number

LookAtPosition 是您将要查看的点。 CamUp 是从相机指向上方的矢量，您可以在 image 上看到它。最好在不旋转的情况下初始化相机，这样 CamUp = [0,1,0]。请注意，它是单位向量，因此其大小/大小/长度始终为 1。RelativeCamPosition 又是单位向量。您可以通过将 LookAt 带到相机来获得它 矢量并除以它的大小，您将保存在 CamDistance 中。在初始化状态下，它可能如下所示：

LookAtPosition = [0,0,0]
CamUp = [0,1,0]
RelativeCamPosition = [1,0,0]
CamDistance = 10

您现在可以通过

获取相机位置

CamPosition = LookAtPosition + RelativeCamPosition * CamDistance

但是您需要将相机旋转一圈，对吗？好吧，单位向量是有原因的——它们很容易在计算中使用。我相信您使用角度进行旋转，因此您只需要使用正弦和余弦。旋转函数可能如下所示：

Rotate(angleX, angleY)
   RelativeCamPosition.x = sin(angleX)*cos(angleY);
   RelativeCamPosition.z = cos(angleX)*cos(angleY);
   RelativeCamPosition.y = sin(angleY);

其中 angleX 和 angleY 是水平和垂直方向的绝对（非相对）旋转。您应该始终使用绝对旋转，因为添加时可能会出现浮点错误。不管怎样，我只是在一张纸上做了这些计算，所以我希望它们没事。

编辑：我刚刚注意到，只要您的初始状态就像我写的RelativeCamPosition = [1,0,0]，这将起作用。但是，编辑它们应该不难，因此它适用于任意初始状态。