如何定位面对相机的原始图案？

Question

我正在使用带有着色器的“现代”OpenGL开发3D引擎。我遇到了一个我不知道如何解决的问题。

我正在尝试制作面向屏幕的基元。实际上，我在谈论箭头。我的输入是箭头的起点和方向。

我有一些可以执行此操作的软件，我想重现这种行为。

提及，箭头总是面向屏幕旋转模型。

此外，他们正在根据模型的缩放重新调整大小。

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更新

Moby Disk 建议我尝试按照他的步骤操作。但是在应用下面的代码之后仍然无法获得理想的结果。请考虑我的代码：

    var arrowStart = new Vector3(0, 0, 0);

    var arrowLength = 1f;
    var widthOfArrowHead  = 0.1f;

    var viewMatrix = Matrix4.LookAt(new Vector3(0, 0, 1), new Vector3(0, 0, 0), new Vector3(0, 1, 0));
    var projectionMatrix = Matrix4.CreateOrthographic(ViewportSize.Width, ViewportSize.Height, NearZPlane, FarZPlane);
    var modelMatrix = Matrix4.CreateRotationY(XRotation) * Matrix4.CreateRotationX(YRotation) * Matrix4.CreateRotationZ(0);

    Vector3 cameraRight = new Vector3(viewMatrix[0, 0], viewMatrix[1, 0], viewMatrix[2, 0]);
    Vector3 cameraUp = new Vector3(viewMatrix[0, 1], viewMatrix[1, 1], viewMatrix[2, 1]);

    Vector3 arrowDirection = new Vector3(0, 1, 0);
    Vector3 arrowEnd = new Vector3(arrowStart.X + arrowDirection.X * arrowLength, arrowStart.Y + arrowDirection.Y * arrowLength, arrowStart.Z + arrowDirection.Z * arrowLength);

    arrowStart = Vector3.TransformPosition(arrowStart, viewMatrix * modelMatrix * projectionMatrix);
    arrowEnd = Vector3.TransformPosition(arrowEnd, viewMatrix * modelMatrix * projectionMatrix);

    var arrowHeadPoint = Vector3.One;

    arrowHeadPoint = 0.9f * arrowLength * cameraUp + widthOfArrowHead * cameraRight;
    var oneArrowHeadPoint4 = Vector4.Transform(new Vector4(arrowHeadPoint, 1.0f), viewMatrix * projectionMatrix);

有人可以帮助我完成这项工作吗？

Answer 1

由于我的OpenGL知识已经过时，我没有资格回答这个问题！希望数学没有改变。 :-)从概念上讲，如果你知道世界空间中箭头的起点，你可以像这样计算一个高于它的终点：

CreateUpArrow(Point startOfArrow, Matrix viewMatrix)
{
   const lengthOfArrow = 10
   Vector cameraUp_worldspace = {viewMatrix[0][1], viewMatrix[1][1], viewMatrix[2][1]}
   Point endOfArrow = cameraUp_worldspace * lengthOfarrow
   // So endOfArrow is now 10 world units above the startOfArrow, where "above" is "toward the top of the screen"
   // Now you have two points you can use to draw an arrow
   // You can do something similar to create the arrowhead too
}

这类似于“广告牌”，因为您想要在3D空间中计算与相机对齐的点。使用广告牌，您知道广告牌的中心，并计算形成四边形的4个点。在这种情况下，也许你正在画线，所以你想要箭头的开头，箭头的末端，以及一些点来形成箭头。

另一种方法是绘制一个带箭头纹理的广告牌。

我从这篇关于广告牌http://www.opengl-tutorial.org/intermediate-tutorials/billboards-particles/billboards/的文章中偷了上面的公式：

  

在相机空间中，相机的向上矢量为（0,1,0）。在世界上获得它   空间，只需乘以从相机空间到的矩阵   世界空间，当然是视图矩阵的逆。

     

CameraRight_worldspace = {ViewMatrix [0] [0]，ViewMatrix [1] [0]，ViewMatrix [2] [0]}

     

CameraUp_worldspace = {ViewMatrix [0] [1]，ViewMatrix [1] [1]，ViewMatrix [2] [1]}

因此，您可以扩展我的伪代码以计算箭头上的其他点。箭头的最右边可能位于（0.9 * lengthOfArrow * cameraUp_worldspace + widthOfArrowHead * cameraRight_worldspace），以获得一个箭头长度为90％且稍微偏离右侧的点。左边做同样的事，得到4分做箭头。

我希望这有帮助！