libGDX - 透视摄像机和视野

Question

我无法理解libGDX中透视相机的视野（或者我的计算错误）。

我想画一个盒子（例如800px宽，480px高和20px深）。该框位于x轴和y轴之间（换句话说：x轴上的宽度和y轴上的高度）。现在我想站在x轴（摄像机位置）的方框后面，朝一个方向看，我看到了我屏幕右侧的方框。 我做了一些草图：

在最后一个草图上，该框位于视野的右侧。

此外，盒子的高度必须完全适合屏幕。换句话说：盒子的顶部边缘必须位于我的屏幕顶部，盒子的底部边缘必须位于我的屏幕底部。 以下是一些实现此目的的代码和计算：

public class Box implements ApplicationListener {

public PerspectiveCamera camera;
public float SCREEN_WIDTH;   
public float SCREEN_HEIGHT; 

@Override
public void create() {
    SCREEN_WIDTH = Gdx.graphics.getWidth(); // 800px
    SCREEN_HEIGHT = Gdx.graphics.getHeight(); // 480px

    // Create camera (90°) and set position
    camera = new PerspectiveCamera(90f, SCREEN_WIDTH, SCREEN_HEIGHT);
    camera.position.set(SCREEN_WIDTH + SCREEN_HEIGHT/2, SCREEN_HEIGHT/2, 0f);
    camera.lookAt(0f, SCREEN_HEIGHT/2, 0f);
    camera.near = 1;
    camera.far = 2 * SCREEN_WIDTH;
    camera.update();
}

@Override
public void render() {
    Gdx.gl.glClearColor(Color.WHITE.r, Color.WHITE.g, Color.WHITE.b, Color.WHITE.a);
    Gdx.gl.glClear(GL20.GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL20.GL_DEPTH_BUFFER_BIT); 

    // Build the box - width is screenwidth and height is screenheight - one corner in origin
    ModelBuilder modelBuilder = new ModelBuilder(); 
    modelBuilder.begin();
    MeshPartBuilder mpb = modelBuilder.part("ID", GL20.GL_TRIANGLES, Usage.Position | Usage.Normal,
            new Material(ColorAttribute.createDiffuse(Color.GREEN)));
    // bottom left corner of the box should be in (0,0,0)
    mpb.box(SCREEN_WIDTH/2, SCREEN_HEIGHT/2, -10f, SCREEN_WIDTH, SCREEN_HEIGHT, 20f);
    Model model = modelBuilder.end();
    ModelInstance instance = new ModelInstance(model);

    // Build some light
    Environment environment = new Environment();
    environment.set(new ColorAttribute(ColorAttribute.AmbientLight, 0.4f, 0.4f, 0.4f, 1f));
    environment.add(new DirectionalLight().set(0.8f, 0.8f, 0.8f, -1f, -0.8f, -0.2f));

    // Draw the box
    ModelBatch modelBatch = new ModelBatch();
    modelBatch.begin(camera);
    modelBatch.render(instance, environment);
    modelBatch.end();
}
}

为了适应屏幕中的盒子高度，我必须退后一步SCREEN_HEIGHT / 2，因为x = SCREEN_HEIGHT / 2 / tan（45°）= SCREEN_HEIGHT / 2/1 = SCREEN_HEIGHT / 2，这就是为什么我把这个长度加到了位置设置中的x分量。

代码代表草图2并给我正确的截图：

为了实现草图3，我必须将我的视野向左旋转45°。但在这方面，我必须退一步，因为视野的两侧比中心线长。我做了两个手绘草图：

其中h = SCREEN_HEIGHT。首先，我必须计算x。 x = h / 2 / sin（45°）= h / sqrt（2）。现在我必须向后退一段x并向新方向看（距离方框45°）。为了计算我将要观察的点，我计算了该草图上的长度y：

y = sin（45°）* h / 2 = h * sqrt（2）/ 4。所以，关键是例如（SCREEN_WIDTH +（x-y），SCREEN_HEIGHT / 2，y）。现在我改变了我的代码中的位置和观点：

public void create() {
    SCREEN_WIDTH = Gdx.graphics.getWidth(); // 800px
    SCREEN_HEIGHT = Gdx.graphics.getHeight(); // 480px

    // Create camera (90°) and set position
    camera = new PerspectiveCamera(90f, SCREEN_WIDTH, SCREEN_HEIGHT);
    float x = (float) (SCREEN_HEIGHT / Math.sqrt(2));
    float y = (float) (SCREEN_HEIGHT * Math.sqrt(2)/4f);
    camera.position.set(SCREEN_WIDTH + x, SCREEN_HEIGHT/2, 0f);
    camera.lookAt(SCREEN_WIDTH + x - y, SCREEN_HEIGHT/2, y);
    camera.near = 1;
    camera.far = 2 * SCREEN_WIDTH;
    camera.update();
}

我得到这个屏幕：

但是盒子不在右侧:(

所以现在的问题是：出了什么问题？我对视野的看法是错误还是我的计算？

祝你好运！

Answer 1

您对PerspectiveCamera的理解有点偏，特别是对第二个（viewportWidth）和第三个（viewportHeight）参数的理解。

PerspectiveCamera唯一能做的就是获取宽高比并用它来设置projectionMatrix。对于其使用的特定代码，请参阅计算纵横比的this line和设置projectionMatrix的{​​{3}}。

现在这一切都很好，除了你还要做数学处理宽高比，两次这样做会导致相机再次拉伸。解决方案非常简单，要么重做数学，要么不调整宽高比或替换

camera = new PerspectiveCamera(90f, SCREEN_WIDTH, SCREEN_HEIGHT);

与

camera = new PerspectiveCamera(90f, 1, 1);

使libgdx计算的宽高比为1。

我对正弦和余弦不太好，所以我无法为第一个选项提供解决方案，但你似乎没有遇到任何困难的数学问题。