A 帧沿相机方向向前移动

Posted 2023-02-27

【中文标题】A 帧沿相机方向向前移动

【英文标题】：A-frame move forward in camera direction

【发布时间】：2018-07-21 09:58:20

【问题描述】：

我正在尝试在 A 帧中制作一个组件，该组件将使播放器/相机沿相机朝向的方向移动。它不应在 y 平面上的任何位置移动，只能在 x/y 平面上移动。 dom 中的当前设置是：

<a-entity>
    <a-camera></a-camera>
</a-entity>

我想将实体元素位置移动到当前相机方向上的 x 个单位，但它不应该在 y 平面上移动任何东西。我尝试了各种解决方案，但它们似乎在相机中引入了一些奇怪的变化。

【问题讨论】：

作为一个刚接触 VR 的人——WASD 控件已经在框架中执行此操作，我想重点是您希望独立于用户交互来执行此操作...？

@KyleBaker WASD 控件不会将您移向相机方向 - 如果仅启用“w”，它们可以：)

【参考方案1】：

您可以通过多种方式处理此问题。

0) 向量

简单且可在大多数 3D 引擎中使用：

抓取相机的前向矢量/世界方向 乘以你想移动的距离 将其添加到您的位置向量中

a-frame 组件中的上述步骤可能如下所示：

<script src="https://aframe.io/releases/1.2.0/aframe.min.js"></script>
<script>
  // define a custom component
  AFRAME.registerComponent("foo", 
    init: function() 
      // grab the camera
      var player = document.querySelector("a-camera")
      // create a direction vector
      var direction = new THREE.Vector3();

      window.addEventListener("keydown", (e) => 
        if (e.code === "KeyR") 
          // get the cameras world direction
          this.el.sceneEl.camera.getWorldDirection(direction);
          // multiply the direction by a "speed" factor
          direction.multiplyScalar(0.1)
          // get the current position
          var pos = player.getAttribute("position")
          // add the direction vector
          pos.add(direction)
          // set the new position
          player.setAttribute("position", pos);
          // !!! NOTE - it would be more efficient to do the
          // position change on the players THREE.Object:
          // `player.object3D.position.add(direction)`
          // but it would break "getAttribute("position")
        
      )
    
  )
</script>
<a-scene>
  <a-box position="-1 0.5 -3" rotation="0 45 0" foo color="#4CC3D9"></a-box>
  <a-sphere position="0 1.25 -5" radius="1.25" color="#EF2D5E"></a-sphere>
  <a-cylinder position="1 0.75 -3" radius="0.5"  color="#FFC65D"></a-cylinder>
  <a-plane position="0 0 -4" rotation="-90 0 0"   color="#7BC8A4"></a-plane>
  <a-sky color="#ECECEC"></a-sky>
  <a-camera></a-camera>
</a-scene>

但是，您可能希望以更“数学式”的方式执行此操作：

1) 2D - 极坐标

将角度映射到 2D 空间是 polar coordinate system 的工作！

我们想根据相机旋转计算 x/y 坐标。坐标转换如下：

x = r * cos(a) y = r * sin(a)

其中“r”是步长，“a”是角度。

---

理论很无聊，让我们开始实践吧：

var angle = player.getAttribute("rotation") // grab angle
var x = 1 * Math.cos(angle.y * Math.PI / 180) // calculate shifts
var y = 1 * Math.sin(angle.y * Math.PI / 180)
var pos = player.getAttribute("position") // grab position
pos.x -= y; // update position
pos.z -= x;
player.setAttribute("position", pos);

这很简单 - 获取角度，计算偏移，然后设置新位置。

我们可以修改前面的例子：

<script src="https://aframe.io/releases/1.2.0/aframe.min.js"></script>
<script>
  AFRAME.registerComponent("foo", 
    init: function() 
      var player = document.querySelector("a-camera")
      window.addEventListener("keydown", (e) => 
        if (e.code === "KeyR") 
          var angle = player.getAttribute("rotation")
          var x = 0.1 * Math.cos(angle.y * Math.PI / 180)
          var y = 0.1 * Math.sin(angle.y * Math.PI / 180)
          var pos = player.getAttribute("position")
          pos.x -= y;
          pos.z -= x;
          player.setAttribute("position", pos);
        
      )
    
  )
</script>
<a-scene>
  <a-box position="-1 0.5 -3" rotation="0 45 0" foo color="#4CC3D9"></a-box>
  <a-sphere position="0 1.25 -5" radius="1.25" color="#EF2D5E"></a-sphere>
  <a-cylinder position="1 0.75 -3" radius="0.5"  color="#FFC65D"></a-cylinder>
  <a-plane position="0 0 -4" rotation="-90 0 0"   color="#7BC8A4"></a-plane>
  <a-sky color="#ECECEC"></a-sky>
  <a-camera></a-camera>
</a-scene>

2) 3D - 球坐标

毕竟，这是我们所说的 3D 空间。 概念是相同的 - 将摄像机角度转换为 x/y/z 坐标。这里的绝妙技巧是从spherical coordinate system 转换。三个维度使它有点困难，但最令人困惑的是——球面系统中的轴与clipspace 中的轴不同（由a-frame 使用） ：

请记住，计算应类似于此 sn-p：

<script src="https://aframe.io/releases/1.2.0/aframe.min.js"></script>
<script>
  // same component as 2D - just different calculations
  AFRAME.registerComponent("foo", 
    init: function() 
      var player = document.querySelector("a-camera")
      window.addEventListener("keydown", (e) => 
        if (e.code === "KeyR") 
          // get the player rotation
          var angle = player.getAttribute("rotation")
          // calculate the angles
          // the camera's theta == 0 is actually 90' in the clipspace
          let theta = (angle.x * Math.PI / 180) + Math.PI / 2 
          let fi = angle.y * Math.PI / 180
          let r = 0.1
          // calculate the position shifts
          let z = Math.sin(theta) * Math.cos(fi) * r
          let x = Math.sin(theta) * Math.sin(fi) * r
          let y = Math.cos(theta) * r

          // update the position
          var pos = player.getAttribute("position")
          pos.x -= x;
          pos.y -= y;
          pos.z -= z;
          player.setAttribute("position", pos);
        
      )
    
  )
</script>
<a-scene>
  <a-box position="-1 0.5 -3" rotation="0 45 0" foo color="#4CC3D9"></a-box>
  <a-sphere position="0 1.25 -5" radius="1.25" color="#EF2D5E"></a-sphere>
  <a-cylinder position="1 0.75 -3" radius="0.5"  color="#FFC65D"></a-cylinder>
  <a-plane position="0 0 -4" rotation="-90 0 0"   color="#7BC8A4"></a-plane>
  <a-sky color="#ECECEC"></a-sky>
  <a-camera></a-camera>
</a-scene>

【讨论】：

@Kristofer 很高兴我能帮上忙，我在制造车辆时经常使用这些——比如机械师。

那你如何在 Y 轴上移动？ （我知道 OP 没有要求它，但它可能会帮助很多人）

@nook 让我知道它是否可以理解

哇，谢谢。我认为这是现在互联网上非常有价值的资源。

@nook 开始想多了，添加了一个更简单的选项