Question

在OpenGL中进行旋转和翻译时，我有点卡住了。

我有3个矩阵，投影，视图和模型。

My VertexShader：

gl_Position =  projection * model * view * vec4(vertexData, 1);

翻译和旋转对象的最佳方法是什么？

将我的模型矩阵与平移和/或旋转矩阵相乘，或者将数据（旋转和平移）传递给着色器和那里的数学？

另外，我需要知道我的鼠标实现的“最终对象位置”。

到目前为止我做的是这样的：

object.Transformation = Matrix.CreateTransLation(x,y,z) * Matrix.CreateRotation(x,y,z);

...

ForEach object to Draw
{
    modelMatrix.Push();

    modelMatrix.Mult(object.Transformation); // this also updates the matrix for the shader

    object.Draw();

    modelMatrix.Pop();
}

这很有效，但感觉不对。最好的方法是什么？

Answer 1

这个

gl_Position =  projection * model * view * vec4(vertexData, 1);

错了。矩阵乘法不是可交换的，即操作顺序很重要。顶点位置的变换按顺序为：

模型
视图
投影

OpenGL使用的列向量的矩阵乘法是左关联的，即从右到左。因此，语句R侧的表达式应为

gl_Position =  projection * view * model * vec4(vertexPosition, 1);

但是，您可以将视图和模型转换为复合模型视图（第一个模型，然后是视图）转换。这样可以节省全矩阵乘法

gl_Position =  projection * modelview * vec4(vertexPosition, 1);

投影应保持独立，因为其他阴影步骤可能需要顶点的眼睛空间位置，这是modelview * position未应用投影的结果。

顺便说一句：你正在改变顶点位置，而不是数据。顶点包含大量属性（不仅仅是位置），因此称其为“数据”在语义上是错误的。

翻译和旋转对象的最佳方法是什么？

这些是模型视图转换的一部分。您应该在CPU上创建一个完全一个时间的转换矩阵，并将其传递给GPU。在着色器中执行此操作将强制GPU重做每个顶点的整个计算。你不想这样做。

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假设您正在使用我的→linmath.h。然后在您的绘图功能中，您已经为场景设置了脚手架，即设置视口，构建投影和视图矩阵

#include <linmath.h>

/* ... */

void display(void)
{
     mat4x4 projection;
     mat4x4 view;

     glClear(…),
     glViewport(…);

     mat4x4_frustum(projection, …);

     // linmath.h doesn't have a look_at function... yet
     // I'll add it soon
     mat4x4_look_at(view, …);

然后，对于每个对象，您都有一个位置和方向（平移和旋转）。方向最方便地存储在四元数中，但是对于处理向量，矩阵表示更好。所以我们迭代场景中的对象

     for(int i_object = 0; i_object < scene->n_objects; i++) {
         Object * const obj = scene->objects + i;

         mat4x4 translation, orientation, model_view;

         mat4x4_translate(translation, obj->pos.x, obj->pos.y, obj->pos.z);
         mat4x4_from_quat(orientation, obj->orientation);
         mat4x4_mul(model_view, translation, orientation);

model_view现在包含模型矩阵。接下来，我们将view矩阵乘以它。请记住，矩阵乘法是从右到左（mat4x4_mul可以输出到其输入操作数之一）。

         mat4x4_mul(model_view, view, model_view);

现在model_view包含完整的compount模型方向以及翻译和视图矩阵。我们现在需要做的就是绑定用于对象的着色器程序

         glUseProgram(obj->shader->program);

设置制服

         glUniformMatrix4f(obj->shader->location.projection, 1, GL_FALSE, projection);
         glUniformMatrix4f(obj->shader->location.modelview,  1, GL_FALSE, model_view);
         // and a few others...

绘制对象

        object_draw(obj);
    }

/* ... */

}

OpenGL旋转和翻译正确完成

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