OpenGL LookAt函数：up向量是否随意？

Question

我想了解glLookAt函数。

需要3个三胞胎。第一个是眼睛位置，第二个是眼睛盯着的点。那一点将出现在我的视口中心，对吗？第三个是'向上'向量。我理解'向上'矢量的含义，如果它垂直于从眼睛到凝视点的矢量。问题是，是否允许指定其他向量，如果是，那么它的含义是什么？

对gluPerstpective，glLookAt和glFrustum的图形详细说明的链接也非常感谢。官方OpenGL文档似乎不适合新手。

请注意，当垂直于眼睛 - >对象矢量时，我理解向上矢量的含义。问题是什么是意义（如果有的话），如果不是的话。我无法通过玩参数来解决这个问题。

Answer 1

只要它与向上矢量“足够垂直”，它就可以工作。重要的是向上矢量和观察矢量之间的平面。

如果这两个对齐，则向上方向或多或少是随机的（基于值中的非常小的位），因为对它的小调整将使其指向观察的上方/左侧/右侧向量。

如果它们具有足够大的分离角度（在32位浮点数学中），它将很好地工作。这个角度通常不需要超过一度左右，所以它们可以非常接近。但如果差异降到几位，每个改变位将产生巨大的方向性变化。

归结为数值精度。

（我确信有更多的数学术语和定义，但是从大学开始已经有几年了......）

最后一句话：如果向量是平行的，那么向上方向是完全未定义的，你会得到一个退化的视图矩阵。

Answer 2

向上矢量让openGL知道你的相机是什么样的。

在真实世界中思考，如果你必须在空间中指向，你可以从一个到另一个画一条线。然后，您可以对齐一个对象，例如相机，使其从一个对象指向另一个对象。但你无法知道你的对象应如何围绕该线所围绕的轴旋转。向上矢量决定了摄像机应该站立的方向。

大部分时间，你的向上矢量将是（0,1,0），这意味着相机将像你通常拿着相机一样旋转，或者你的头抬起来。如果你设置你的向上矢量（1,0,0），就像把头放在一边，所以从你的头部到头顶指向右边。你仍然从同一点（或多或少）看到同一点，但你的“向上”已经改变了。 （0，-1,0）的外观向量会使相机朝上，就像你在哪里做手持架一样。

你可以想到这一点的方法，你的手臂是从相机位置（你的肩膀）到相机看到点（你的食指）的矢量，如果你把拇指伸出来，这是你向上的向量。

此图片可能对您有所帮助http://images.gamedev.net/features/programming/oglch3excerpt/03fig11.jpg

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垂直与否。

我现在看到你在问什么。例如，你在（10,10,10）看（0,0,0）你的观察方向的结果向量是（-10，-10，-10）垂直于此的向量无关紧要的目的你向上glLookAt，如果你想让视图定向，这样你就像一个普通人只是往下看，只需将向上设置为（0,1,0）实际上，除非你想要能够滚动相机，你不需要这个别的东西。

Answer 3

在这个网站上你有一个很棒的教程

http://www.xmission.com/~nate/tutors.html

http://users.polytech.unice.fr/~buffa/cours/synthese_image/DOCS/www.xmission.com/Nate/tutors.html

下载可执行文件，您可以将参数值更改为glLookAt函数，并查看“实时”发生的情况。

Answer 4

向上矢量不需要垂直于观察方向。只要它与观察方向不平行（或非常接近平行），你应该没问题。

假设您有一个视平面法线，N（视线方向）和一个向上矢量（不能与N平行），UV你计算实际向上矢量，它将首先用于相机变换计算向量V = UV - （N * UV）N。 V又用于计算通过创建一个垂直于N和V的向量而使用的实际向上向量，其中U = N x V.

Answer 5

是。它是任意的，它可以使相机“滚动”，即看起来好像场景围绕眼轴旋转。

Answer 6

走出去，看看月亮。地平线在底部。将头部向左倾斜，地平线向右旋转。向上矢量是你头部的方向。