如何检查相机前面是否有物体？

Question

我有一些树，这些树大大落后于游戏，所以我想检查一下树是否在镜头前。

我从Mathematics forum得到了一些帮助，并且还看了This link来帮助我将俯仰/偏航转换为所需的方向向量。

但是出于某种原因，每当我将相机向左移动时，树木都会变得可见，每当我向右移动它们时，它们都变得不可见（所以如果相机指向Z轴上的+1，似乎要渲染树，但在Z轴上为-1，它似乎不渲染它们。 （参见http://i.gyazo.com/cdd05dc3f5dbdc07577c6e41fab3a549获得较少跳跃的.mp4）

我使用以下代码检查对象是否在相机前面：

Ship you = shipsID.get(UID);
int dis = 300;
Vector3f X = new Vector3f(camera.x(), camera.y(), camera.z());
float x = (float) (Math.cos(Math.toRadians(camera.yaw()))*Math.cos(Math.toRadians(camera.pitch())));
float y = (float) (Math.sin(Math.toRadians(camera.yaw()))*Math.cos(Math.toRadians(camera.pitch())));
float z = (float) Math.sin(Math.toRadians(camera.pitch()));
Vector3f V = new Vector3f(x, y, z);

for (Tree tree : trees){
    Vector3f Y = new Vector3f(tree.location.x, tree.location.y, tree.location.z);
    Vector3f YMinusX = Y.negate(X);//new Vector3f(Y.x - X.x, Y.y - X.y, Y.z - X.z);
    float dot = Vector3f.dot(YMinusX, V);
    if (dot > 0){
        tree.render();
    }
}

有人能告诉我这里做错了什么吗？如果是数学，我就无法解决..或者代码......或者是什么？

相机翻译代码：

 public void applyTranslations() {
    glPushAttrib(GL_TRANSFORM_BIT);
    glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
    glRotatef(pitch, 1, 0, 0);
    glRotatef(yaw, 0, 1, 0);
    lastYaw = yaw;
    glRotatef(roll, 0, 0, 1);
    glTranslatef(-x, -y, -z);
    glPopAttrib();
}

更新：

它似乎是相机正在寻找的地方。例如，如果我查看-Z，则没有任何反应，但如果我查看+ Z，它们都会渲染。 if (dot > 0) code似乎在某种程度上是+ Z而不是+ TheCameraRotation。

Answer 1

你的相机旋转偏转Y，暗示Y是你向上的向量。但是，float z = (float) Math.sin(Math.toRadians(camera.pitch()));为您的向上向量提供了Z。存在不一致。我首先在此处交换y和z，然后在每个帧中打印出所有内容，以便您可以看到旋转相机时会发生什么。同时渲染一棵树并打印dot。例如。你可能会很快注意到，只有当你看到树的左侧90度时，数字才会接近1.0，从而缩小了问题的范围。正如@DWilches指出的那样，交换cos / sin会改变旋转的相位，这会产生这样的效果。

您可以考虑将点积限制在相机的视野范围内。树木不仅仅是点，还存在问题。正如@glampert建议的那样，更好的方法是在相机平截头体上测试树边界框。

尽管如此，树几何看起来并不复杂。优化明智，我开始尝试更快地绘制它们。你在使用VBO吗？也许看看减少绘制调用的方法，比如实例化。甚至可能会为LOD或广告牌使用一些模型。更进一步，广告牌上有多棵树。遮挡剔除方法可用于忽略山脉背后的树木。

[修改]
由于你的树木大致都在飞机上，你可以将问题限制在相机的偏航中：

float angleToTree = Math.atan2(tree.location.z - camera.z(), tree.location.x - camera.x());
float angleDiff = angleToTree - camera.yaw();
if (angleDiff > Math.PI)
    angleDiff -= 2.0f * Math.PI;
if (angleDiff < -Math.PI)
    angleDiff += 2.0f * Math.PI;
if (abs(angleDiff) < cameraFOV + 0.1f) //bias as trees are not points
    tree.render();

Answer 2

你能这样写吗

    Ship you = shipsID.get(UID);
    int dis = 300;
    Vector3f X = new Vector3f(camera.x(), camera.y(), camera.z());
    float x = (float) (Math.cos(Math.toRadians(camera.yaw()))*Math.cos(Math.toRadians(camera.pitch())));
    float y = (float) (Math.sin(Math.toRadians(camera.yaw()))*Math.cos(Math.toRadians(camera.pitch())));
    float z = (float) Math.sin(Math.toRadians(camera.pitch()));
    Vector3f V = new Vector3f(x, y, z);

    for (Tree tree : trees){
        Vector3f Y = new Vector3f(tree.location.x, tree.location.y, tree.location.z);
        Vector3f YMinusX = Y.negate(X);//new Vector3f(Y.x - X.x, Y.y - X.y, Y.z - X.z);
        float dot = Vector3f.dot(YMinusX, V);
        if (dot > 0){
            tree.render();
        }
    }

正如您所看到的，对每棵树执行的计算要少得多。

Answer 3

对于我所看到的here，正确的公式是：

x = Math.sin(pitch) * Math.cos(yaw);
y = Math.sin(pitch) * Math.sin(yaw);
z = Math.cos(pitch);

你可以尝试一下吗？