Question

我已经被困在这两天了，我不确定在哪里可以看。我使用OpenGL渲染两个3d立方体，并尝试将局部旋转应用于这些场景中的每个立方体，以响应我按下按钮。

我已经达到了我的立方体在3d空间中旋转的程度，但它们都围绕着世界空间的原点而不是它们自己的本地原点旋转。

（第二视频） https://www.youtube.com/watch?v=3mrK4_cCvUw

在搜索互联网后，计算MVP的适当公式如下：

auto const model = TranslationMatrix * RotationMatrix * ScaleMatrix;
auto const modelview = projection * view * model;

我的每个立方体都拥有自己的＆＃34;型号＆＃34;，其定义如下：

struct model
{
    glm::vec3 translation;
    glm::quat rotation;
    glm::vec3 scale = glm::vec3{1.0f};
};

当我按下键盘上的按钮时，我创建一个表示新角度的四元数，并将其与前一个旋转四元数相乘，并将其更新到位。

该功能如下所示：

template<typename TData>
void rotate_entity(TData &data, ecst::entity_id const eid, float const angle,
  glm::vec3 const& axis) const
{
    auto &m = data.get(ct::model, eid);
    auto const q = glm::angleAxis(glm::degrees(angle), axis);
    m.rotation = q * m.rotation;

    // I'm a bit unsure on this last line above, I've also tried the following without fully understanding the difference
    // m.rotation = m.rotation * q;
}

轴由用户提供，如下所示：

// inside user-input handling function
float constexpr ANGLE = 0.2f;

...

// y-rotation
case SDLK_u: {
    auto constexpr ROTATION_VECTOR = glm::vec3{0.0f, 1.0f, 0.0f};
    rotate_entities(data, ANGLE, ROTATION_VECTOR);
    break;
}
case SDLK_i: {
    auto constexpr ROTATION_VECTOR = glm::vec3{0.0f, -1.0f, 0.0f};
    rotate_entities(data, ANGLE, ROTATION_VECTOR);
    break;
}

我的GLSL顶点着色器非常简单，我在示例代码中找到了它：

// attributes input to the vertex shader
in vec4 a_position; // position value

// output of the vertex shader - input to fragment
// shader
out vec3 v_uv;

uniform mat4 u_mvmatrix;

void main()
{
  gl_Position = u_mvmatrix * a_position;
  v_uv = vec3(a_position.x, a_position.y, a_position.z);
}

在我的绘图代码中，我用来计算每个多维数据集的MVP的确切代码是：

...
auto const& model = shape.model();

auto const tmatrix = glm::translate(glm::mat4{}, model.translation);
auto const rmatrix = glm::toMat4(model.rotation);
auto const smatrix = glm::scale(glm::mat4{}, model.scale);
auto const mmatrix = tmatrix * rmatrix * smatrix;
auto const mvmatrix = projection * view * mmatrix;

// simple wrapper that does logging and forwards to glUniformMatrix4fv()
p.set_uniform_matrix_4fv(logger, "u_mvmatrix", mvmatrix);

在我的程序的早期，我计算我的视图/投影矩阵如下：

auto const windowheight = static_cast<GLfloat>(hw.h);
auto const windowwidth = static_cast<GLfloat>(hw.w);
auto projection = glm::perspective(60.0f, (windowwidth / windowheight), 0.1f, 100.0f);
auto view = glm::lookAt(
  glm::vec3(0.0f, 0.0f, 1.0f), // camera position
  glm::vec3(0.0f, 0.0f, -1.0f),  // look at origin
  glm::vec3(0.0f, 1.0f, 0.0f)); // "up" vector

我的立方体在世界空间中的位置在Z轴上，所以它们应该是可见的：

cube0.set_world_position(0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f);
cube1.set_world_position(-0.7f, 0.7f, 0.0f, 1.0f);

// I call set_world_position() exactly once before my game enter's it's main loop.
// I never call this again, it just modifies the vertex used as the center of the shape.
// It doesn't modify the model matrix at all.
// I call it once before my game enter's it's game loop, and I never modify it after that.

所以，我的问题是，更新对象的旋转是否合适？

我应该将四元数直接存储在我的对象＆＃34;模型＆＃34;？

我应该将翻译和缩放存储为单独的vec3吗？

有更简单的方法吗？我一直在阅读和重新阅读我能找到的任何内容，但我没有看到有人这样做。

本教程有点细节，特别是如何将旋转应用于现有旋转（我相信这只是将四元数相乘，这就是我在上面的rotate_entity（...）中所做的事情。）。 http://www.opengl-tutorial.org/intermediate-tutorials/tutorial-17-quaternions/ https://github.com/opengl-tutorials/ogl/blob/master/tutorial17_rotations/tutorial17.cpp#L306-L311

存储结果＆＃34; MVP＆＃34;更有意义吗？矩阵我自己作为我的＆＃34;模型＆＃34; 并直接在MVP矩阵上应用glm :: transform / glm :: scale / glm :: rotate操作？（我之前尝试过最后一个选项，但我也无法弄清楚如何让它工作）。

谢谢！

编辑：更好的链接

Answer 1

通常，您不希望修改模型在CPU上的各个顶点的位置。这是顶点程序的全部目的。模型矩阵的目的是将模型定位在顶点程序中的世界中。

要围绕中心旋转模型，您需要先将中心移动到原点，然后旋转它，然后将中心移动到最终位置。所以，让我们说你有一个从（0,0,0）延伸到（1,1,1）的立方体。你需要：

将多维数据集翻译为（-0.5，-0.5，-0.5）
按角度旋转
将立方体翻译为（0.5,0.5,0.5）
将多维数据集翻译到场景中的任何位置

您可以将最后两个翻译合并为一个，当然，您可以将所有这些转换合并为一个矩阵，即模型矩阵。

我的3D OpenGL对象围绕世界原点旋转，而不是局部空间原点。我做错了什么或误解了什么？

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