在 GLM 中旋转、缩放和平移 2d 点

Posted 2023-02-22

【中文标题】在 GLM 中旋转、缩放和平移 2d 点

【英文标题】：Rotating, scaling and translating 2d points in GLM

【发布时间】：2015-12-16 03:30:42

【问题描述】：

我目前正在尝试创建一个 2d 游戏，但我有点震惊，我找不到任何转换，如旋转、缩放、为 vec2 翻译。

例如，据我所知，旋转仅适用于 mat4x4，而 mat4x4 只能乘以 vec4。

有什么理由吗？

我想在 CPU 上计算我的顶点

std::vector<glm::mat2> m;

收集所有矩阵，生成顶点，填充 GPU 缓冲区，然后在一次绘制调用中绘制所有内容。

我将如何在 glm 中执行此操作？只用 mat4 然后忽略 z 和 w 分量？

【参考方案1】：

你应该明白的一点是你不能只忽略 z 组件，更不用说 w 组件了。这取决于您要如何看待问题。问题是您想将 mat2 和 vec2 用于 2D，但是它并不像您想象的那么简单。您正在使用 OpenGL，并且大概它也与着色器一起使用。您至少需要使用glm::mat3，或更好：mat4。这样做的原因是，尽管您希望一切都是 2D 的，但它必须以 3D 的形式完成。 2D 实际上只是 3D，z 缓冲区为 1，剪辑窗格只是静态的，相对于窗口大小。

所以，我的建议是这样的：

对于您的模型矩阵，您将其作为包含所有数据的glm::mat4，即使您不打算使用它。一致性在这里很重要，尤其是对于转换。

不要忽略glm::mat4中的z和w分量；它们很重要，因为它们的价值观决定了它们在屏幕上的位置。 OpenGL 需要知道值在 z 平面中的位置。而对于矩阵乘法，需要齐次坐标，所以w分量也很重要。换句话说，您实际上被glm::mat4 卡住了。

要获得glm::mat4 的转换，您应该

#include <glm/gtc/matrix_transform.hpp>

单独处理你的精灵；比如有一个Sprite 类，并将它们分组到该类之外。不要递归地进行分组，因为这会导致代码混乱。生成顶点应该在每个 Sprite 的基础上完成；不用担心优化，因为 OpenGL 会为您处理好，更不用说 C++ 方面的编译器了。你很快就会意识到，通过分解这个问题，你可以得到类似的东西

std::vector<Sprite*> sprites;

for (const auto& : i)
    i->init();

// etc...

for (const auto& : i)
    i->render();

关于着色器，您不应该将它们放在 Sprite 类中。拥有一个资源加载器，只需让每个 Sprite 类从该加载器中检索着色器。

最重要的是：记住转换的顺序！

关于精灵的转换，您可以为精灵位置设置glm::vec3，将 z 分量设置为 0。然后您可以通过简单地使用需要 x 和 y 值的函数来移动精灵。使用glm::translate(..) 将这些值输入模型矩阵。关于旋转，您使用glm::rotate() 并简单地使用获取旋转角度的函数。 始终在 Z-PANE 上旋转因此它应该类似于：

modelMatrix = glm::rotate(modelMatrix, glm::radians(angle), glm::vec3(0.f, 0.f, 1.f));

至于缩放，同样是一个合适的setScale() 函数，它接受 x 和 y 的两个值。将 z 分量设置为 1 以防止 Sprite 在 z 中缩放。将值输入glm::scale，如下所示：

modelMatrix = glm::scale(modelMatrix, glm::vec3(scale));

请记住，存储矩阵几乎没有什么好处，因为它们只是数字；它们并没有表明你真正想用它们做什么。 Sprite 类最好封装一个矩阵，以便清楚它们代表什么。

不客气！

【参考方案2】：

看来我还不够努力http://glm.g-truc.net/0.9.7/api/a00213.html