相机旋转与任意平面对齐

Question

我认为对于相机我认为是一个相当简单的场景，但是我的穴居人大脑拒绝在两个维度以外思考。

我的3D相机需要在物体后面对齐。这个物体可以粘在任何表面上，因此相机对“向上”的概念可以是任意向量。它与这个问题非常相似，但由于我不直接控制'播放器'对象，而是尝试使用CreateLookAt，我无法理解解决方案：How can I calculate the rotation when using a quaternion camera?

为简化测试，我们假设对象在球体上。

我目前有：

• 目标对象在3D空间中的绝对位置。
• 表示对象当前所在表面法线的单位向量。在这种情况下，球体上三角形的法线。
• 描述相机应如何绕物体运行的X和Y角度。

我相信这就是所需要的，但我不确定如何以一种有效的方式将它们组合在一起。我知道我需要通过对象来转换角度相机，我的最佳尝试如下：

Matrix orientation = Matrix.CreateRotationY(OrbitYaw) * Matrix.CreateRotationX(OrbitPitch);

orientation.Up = CurrentNormal;
orientation.Right = Vector3.Cross(orientation.Forward, orientation.Up);
orientation.Right = Vector3.Normalize(orientation.Right);
orientation.Forward = Vector3.Cross(orientation.Up, orientation.Right);
orientation.Forward = Vector3.Normalize(orientation.Forward);

Vector3 Target = ObjectPosition;

Vector3 Position = Vector3.Transform(new Vector3(0,50,0), orientation);

Matrix View = Matrix.CreateLookAt(Position, Target, CurrentNormal);

定位代码似乎是正确的，但由于第二个问题，很难分辨：相机在位置变化时似乎“滚动”。这是有道理的 - 所有相机都知道它的位置和外观，我并没有明确告诉它应该如何旋转。这就是我需要做的事情，以便相机在跟踪物体时保持恒定的对齐（除了保持它在相同的相对位置所需的对齐）。

Answer 1

对Tim S在评论中所说的内容进行了一些扩展，你可以从相机所遵循的物体借用方向的某些方面来获得相机的定位。

cameraPosition = objectPosition + (objectOrientation.Backward * 50);
cameraTarget = objectPosition;

Matrix cameraArc = Matrix.CreateFromAxisAngle(objectOrientation.Up, orbitYaw) * Matrix.CreateFromAxisAngle(objectOrientation.Right, orbitPitch);//assumes objectOriention is a ortho-normal matrix

cameraPosition = Vector3.Transform(cameraPosition - cameraTarget, cameraArc) + cameraTarget;

view = Matrix.CreateLookAt(cameraPosition, cameraTarget, Vector3.Up);

尽管将Vector3.Up插入到最后一行（在您的情况下应该这样做），但视图矩阵的向上矢量将与对象的向上矢量对齐。