Question

我正在玩MTKView中的模板设置;而且，我一直试图理解以下内容：

相机的默认位置。
使用MDLMesh和MTKMesh创建基元时的默认位置。
为什么轮换也涉及翻译。

相关代码：

matrix_float4x4 base_model = matrix_multiply(matrix_from_translation(0.0f, 0.0f, 5.0f), matrix_from_rotation(_rotation, 0.0f, 1.0f, 0.0f));
matrix_float4x4 base_mv = matrix_multiply(_viewMatrix, base_model);
matrix_float4x4 modelViewMatrix = matrix_multiply(base_mv, matrix_from_rotation(_rotation, 0.0f, 1.0f, 0.0f));

前面的代码来自模板的_update方法;显然，它试图旋转模型而不是相机。但令我感到困惑的是，它还需要翻译。我读过诸如“因为它总是在(0, 0, 0)”旋转的声明。但是为什么(0, 0, 0)，如果对象放在其他地方？此外，在我看来，相机正在看正z轴（问题1 ），而不是通常的负z轴，因为如果我改变：

matrix_float4x4 base_model = matrix_multiply(matrix_from_translation(0.0f, 0.0f, 5.0f), matrix_from_rotation(_rotation, 0.0f, 1.0f, 0.0f));

为：

matrix_float4x4 base_model = matrix_multiply(matrix_from_translation(0.0f, 0.0f, -5.0f), matrix_from_rotation(_rotation, 0.0f, 1.0f, 0.0f));

屏幕上不会显示任何内容，因为看起来物体位于相机后面，这意味着相机正在看正z轴。

如果我设置matrix_from_translation(0.0f, 0.0f, 0.0f)（全零），则对象不会像我预期的那样在y轴上旋转（问题3 ）。

我试图找出默认情况下放置MDLMesh和MTKMesh的位置（问题2 ），但我找不到记录其位置的属性。以下是模板的基本原理：

MDLMesh *mdl = [MDLMesh newBoxWithDimensions:(vector_float3){2,2,2} segments:(vector_uint3){1,1,1}
                geometryType:MDLGeometryTypeTriangles inwardNormals:NO
                allocator:[[MTKMeshBufferAllocator alloc] initWithDevice: _device]];

_boxMesh = [[MTKMesh alloc] initWithMesh:mdl device:_device error:nil];

在不知道上述方法生成的位置的情况下，它阻碍了我对旋转和平移的工作原理以及相机在Metal中的默认位置的理解。

感谢。

Answer 1

我认为在代码中编写矩阵的顺序有点模糊了意图，因此我已经将实际发生的事情归结为以下伪代码，以便更容易解释。

我已经用模板中的那个替换了最后一个矩阵，因为你的修改只会使绕Y轴的旋转加倍。

modelViewMatrix = identity *
                  translate(0, 0, 5) *
                  rotate(angle, axis(0, 1, 0)) *
                  rotate(angle, axis(1, 1, 1))

由于矩阵在着色器中向量的左侧相乘，我们将从右向左读取矩阵以确定它们的累积效应。

首先，我们围绕轴（1,1,1）旋转立方体，该轴沿对角线穿过原点。然后，我们围绕Y轴围绕立方体旋转。这些旋转结合起来形成一种“翻滚”＃34;动画。然后，我们沿着+ Z轴将立方体平移5个单位（正如您所观察到的那样，进入屏幕，因为我们将我们的世界视为左撇子）。最后，我们应用我们的相机变换，它被硬编码为单位矩阵。我们本可以使用+ Z作为相机矩阵进行额外的正向平移，使立方体远离相机移动，或使用负值将立方体移近。

回答你的问题：

除了原点（0,0,0）之外，没有相机的默认位置，如果你想这样想的话。你＆＃34;位置＆＃34;世界上的相机，通过将顶点位置乘以表示相机在世界中的放置方式的变换的倒数。
模型I / O构建以＃34;为中心的网格＆＃34;在原点周围，这对于生成的形状是有意义的。圆柱体，椭圆体和盒子实际上以原点为中心，而圆锥体的原点位于原点，其轴线沿-Y延伸。
轮换并不像其组合那样真正涉及翻译。翻译的原因是我们需要将立方体放置在远离相机的位置;否则我们在绘图时会在里面。

关于操作顺序的最后一个注意事项：如果我们在旋转之前应用了翻译，那么它将导致该框进入＆＃34;轨道＆＃34;在相机周围，因为你注意到，旋转总是相对于当前参照系的原点。

旋转，平移和默认摄像机位置

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