Question

我正在使用LWJGL学习OpenGL 3。我试图实现等效于gluLookAt()，虽然它有效，但我有点困惑为什么。

我承认只是从网络上的各种来源复制这些代码，但经过多次研究后，我认为理解它背后的数学，并且我理解LWJGL在做什么。

然而，'正确'gluLookAt代码在我的应用程序中表现不正确，因为相机似乎转向了错误的方式。我只是设法通过转换正交矢量forward，side和up来设法使我的代码工作（希望我使用正确的术语！），我很确定是错...

private static final Vector3f forward = new Vector3f();
private static final Vector3f side = new Vector3f();
private static final Vector3f up = new Vector3f();
private static final Vector3f eye = new Vector3f();

public static Matrix4f lookAt(float eyeX, float eyeY, float eyeZ, 
                              float centerX, float centerY, float centerZ, 
                              float upX, float upY, float upZ) {
    forward.set(centerX - eyeX, centerY - eyeY, centerZ - eyeZ);
    forward.normalise();

    up.set(upX, upY, upZ);

    Vector3f.cross(forward, up, side);
    side.normalise();

    Vector3f.cross(side, forward, up);
    up.normalise();

    Matrix4f matrix = new Matrix4f();
    matrix.m00 = side.x;
    matrix.m01 = side.y;
    matrix.m02 = side.z;

    matrix.m10 = up.x;
    matrix.m11 = up.y;
    matrix.m12 = up.z;

    matrix.m20 = -forward.x;
    matrix.m21 = -forward.y;
    matrix.m22 = -forward.z;

    matrix.transpose(); // <------ My dumb hack

    eye.set(-eyeX, -eyeY, -eyeZ);
    matrix.translate(eye);

    return matrix;
}

我不认为我应该进行转置，但没有它就行不通。我把transpose()放了，因为我无法重新键入所有矩阵单元格位置btw！

我的理解是lookAt矩阵的形式应该如下

[ side.x  up.x  fwd.x  0 ] [ 1  0  0  -eye.x ]
[ side.y  up.y  fwd.y  0 ] [ 0  1  0  -eye.y ]
[ side.z  up.z  fwd.z  0 ] [ 0  0  1  -eye.z ]
[      0     0      0  1 ] [ 0  0  0       1 ]

我认为LWJGL Matrix4f类将矩阵单元格表示为m<col><row>。 translate(Vector3f)方法执行以下操作

public static Matrix4f translate(Vector3f vec, Matrix4f src, Matrix4f dest) {
  ...
    dest.m30 += src.m00 * vec.x + src.m10 * vec.y + src.m20 * vec.z;
    dest.m31 += src.m01 * vec.x + src.m11 * vec.y + src.m21 * vec.z;
    dest.m32 += src.m02 * vec.x + src.m12 * vec.y + src.m22 * vec.z;
    dest.m33 += src.m03 * vec.x + src.m13 * vec.y + src.m23 * vec.z;
  ...
}

所以我对于我搞砸了哪一部分感到非常困惑。是我对lookAt矩阵的理解，Matrix4f的列/行主要（是一个单词？！）还是别的什么？我的其余代码是否已损坏？它真的是正确的，我只是担心太多了吗？我只是个白痴？

感谢。

Answer 1

你应该不设置任何转置。你应该否定lookAt（）矩阵的“眼睛”向量和看方向。“EYE”对应于应该始终反转的摄像机位置。所有这些都在lookAt（）内完成

这是来自famous GLM math lib的Java端口的lookAt（）方法。

 public static Mat4 lookAt(Vec3 eye, Vec3 center, Vec3 up) {

    Vec3 f = normalize(Vec3.sub(center, eye));
    Vec3 u = normalize(up);
    Vec3 s = normalize(cross(f, u));
    u = cross(s, f);

    Mat4 result = new Mat4(1.0f);
    result.set(0, 0, s.x);
    result.set(1, 0, s.y);
    result.set(2, 0, s.z);
    result.set(0, 1, u.x);
    result.set(1, 1, u.y);
    result.set(2, 1, u.z);
    result.set(0, 2, -f.x);
    result.set(1, 2, -f.y);
    result.set(2, 2, -f.z);

    return translate(result, new Vec3(-eye.x,-eye.y,-eye.z));
}

我在基于LWJGL的OpenGL 4渲染器中使用它，它就像魅力一样:)

OpenGL 3（LWJGL）LookAt Matrix混乱

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