Question

我的一些旧代码最终出现了一堆令人讨厌的黑客，以便让事情正常工作，＃34;就移动物体和相机而言，例如必须采取＆＃34;的std :: SIN（-yaw）＆＃34;而不是＆＃34; std :: sin（yaw）＆＃34;当实现在网上其他地方发现的方程式时，这种方法通常只会让所有事情在许多情况下都变得混乱和错误。

使用D3D11和DirectXMath东西（左手坐标和行主要？），究竟是什么样的坐标系，例如：假设相机位于原点并沿着图像中的黄色矢量看而没有旋转，标签是否正确？。

然后给出了一个由（x，y，z）和音高（y轴鼠标/控制），偏航（x轴鼠标/控制）描述的相机，并假设没有其他方式我甚至应该这样做......
获取视图矩阵的正确函数是什么（目前我正在乘以平移和2个旋转矩阵，乘以投影，然后是所讨论对象的任何世界矩阵，并将结果转置为用作单个着色器常量）。
获取相机所在矢量的等式是什么（当前将（0,0,1）矢量乘以2中的矩阵）。
......以及＆＃34; up＆＃34;和＆＃34;对＆＃34;向量（因为即使不使用外观矩阵视图函数，似乎截头剔除需要知道那些）。目前再次与2中的矩阵相乘。
从方向矢量计算正确的俯仰和偏航标量/分量（例如，对于具有单独俯仰/偏航关节的炮塔）。

编辑：代码示例：

//Moving a floating object with only yaw forwards (moveX,moveY,moveZ).
//Negative yaw seems wrong?
auto c = std::cosf(-yaw);
auto s = std::sinf(-yaw);
pos.x += moveX * c - moveZ * s;
pos.y += moveY;
pos.z += moveX * s + moveZ * c;

//Gets the vector the camera is looking along
//This time yaw is positive, but pitch is negative?
float c = std::cos(-pitch);
Vector3F facing(
    c * std::sinf(yaw),
    std::sinf(-pitch),
    c * std::cosf(yaw));

//Creating the view transform matrix, everything is negative
XMMATRIX xmviewrot;
xmviewrot = XMMatrixRotationY(-yaw);
xmviewrot*= XMMatrixRotationX(-pitch);
XMMATRIX xmview;
xmview = XMMatrixTranslation(-x, -y, -z);
xmview *= xmviewrot;
XMStoreFloat4x4A(&view, xmview);

//Other vectors needed for frustum culling
XMVECTOR xmup = XMVector3Transform(XMLoadFloat4A(&UP), xmview);
XMVECTOR xmright = XMVector3Transform(XMLoadFloat4A(&RIGHT), xmview);

//Matrix for stuff that is already in world space (e.g. terrain)
XMMATRIX xmviewProj = xmview * xmproj;
//Apparently needs transposing before use on the GPU...
XMStoreFloat4x4A(&constants.transform, XMMatrixTranspose(xmviewProj));

//In the shaders
output.pos = mul(input.pos, transform);

//vertex positions for an upwards facing square with triangle strip
v0 = (x1, y, z1);
v1 = (x1, y, z2);
v2 = (x2, y, z2);
v3 = (x2, y, z1);

在我看来，我在这里做了一些根本错误的事情需要在不同的地方需要-yaw和+ yaw，-pitch和+ pitch？其中一些功能我最终用跟踪和错误来做到这一点，在线样本没有使用负面。

Answer 1

Direct3D 11没有预期的坐标系，你可以随意使用。来自Getting Started with Direct3D 11的Chuck Walbourn博客文章：

数学：由于Direct3D 11没有“固定功能”图形 Direct3D 9的管道，图形数学惯例的选择（左手与右手，行主要与列主要矩阵，等）完全取决于开发人员。 DirectXMath可以用来创建Direct3D风格的“左手坐标”转换为以及使用a的OpenGL风格的“右手坐标”转换行主矩阵约定，可以直接与行主要使用着色器或转置以使用列主要着色器。

您的着色器确定他们期望的坐标系。最终，它们必须在齐次剪辑空间中为光栅化器阶段提供顶点，Direct3D 11 defines为：

进入光栅化器阶段的顶点（x，y，z，w）被假定为在均匀的剪辑空间中。在此坐标空间中，X轴指向对，Y点，Z点远离相机。

因此，您对其他问题的答案取决于您为项目选择的坐标系。 DirectXMath库有许多函数可以为您计算适当的矩阵。旧的D3DX库文档显示了用于计算这些矩阵的数学运算。

您的其他问题不是很清楚，但它们似乎无法理解矩阵如何用于变换顶点。您可能希望查看old Direct3D 9 documentation，其中描述了在固定功能管道中使用顶点的方式和原因，并对这些主题进行了很好的介绍。

Answer 2

在离开Microsoft开发环境很长时间之后，我最近又重新将自己重新引入DirectX（版本12）。

我注意到，尽管我已经正确设置了所有东西，但是在执行几何变换时却得到了奇怪且不可预测的结果。就像您自己一样，我正在使用常量缓冲区将“模型视图透视”矩阵发送到顶点着色器。

为了纠正该问题，我必须对每个“模型视图透视图”矩阵使用XMMatrixTranspose（）。这样...

m_constantBufferData.world = XMMatrixTranspose(worldMatrix);
m_constantBufferData.view = XMMatrixTranspose(viewMatrix);
m_constantBufferData.projection = XMMatrixTranspose(projectionMatrix);

似乎着色器使用与DirectXMath库函数相反的列主（或行主？）形式。

最初我很惊讶地了解到这一点。

为完整起见，这是我的着色器代码...

cbuffer SceneConstantBuffer : register(b0)
{
    float4 offset;
    matrix world;
    matrix view;
    matrix projection;
};


struct VS_INPUT
{
    float4 Pos : POSITION;
    float4 Color : COLOR;
};

struct PS_INPUT
{
    float4 Pos : SV_POSITION;
    float4 Color : COLOR;
};


PS_INPUT VSMain(VS_INPUT input)
{
    PS_INPUT output;
    output.Pos = mul(input.Pos, world);
    output.Pos = mul(output.Pos, view);
    output.Pos = mul(output.Pos, projection);
    output.Color = input.Color;

    return output;
}

float4 PSMain(PS_INPUT input) : SV_TARGET
{
    return input.Color;
}

D3D11坐标系

2 个答案: