Question

我正在编写一个基本的OpenGL游戏，并且我有一些代码可以在移动相机方面处理鼠标。

我正在使用以下方法：

int windowWidth = 640;
int windowHeight = 480;

int oldMouseX = -1;
int oldMouseY = -1;

void mousePassiveHandler(int x, int y)
{
    int snapThreshold = 50;

    if (oldMouseX != -1 && oldMouseY != -1)
    {
        cam.yaw((x - oldMouseX)/10.0);
        cam.pitch((y - oldMouseY)/10.0);


        oldMouseX = x;
        oldMouseY = y;

        if ((fabs(x - (windowWidth / 2)) > snapThreshold) || (fabs(y - (windowHeight / 2)) > snapThreshold))
        {
            oldMouseX = windowWidth / 2;
            oldMouseY = windowHeight / 2;
            glutWarpPointer(windowWidth / 2, windowHeight / 2);
        }
    }
    else
    {
        oldMouseX = windowWidth / 2;
        oldMouseY = windowHeight / 2;
        glutWarpPointer(windowWidth / 2, windowHeight / 2);
    }


    glutPostRedisplay();

}

然而，在环顾四周后，你会发现相机开始“滚动”（旋转）。因为我只称Pitch和Yaw，所以我看不出这是怎么回事。

以下是我用于我的Camera类的代码：http://pastebin.com/m20d2b01e

据我所知，我的相机“滚动”不应该发生。它应该简单地向上和向下俯仰或左右摇摆。不滚动。

导致这种情况的原因是什么？

Answer 1

恭喜 - 你发现了李群理论！

是的，这是可能的。一系列变革的结果取决于它们执行的顺序。做一个球场接下来是偏航与做偏航不一样一个球场。事实上，在无限小的雅司病的极限和音高，差异相当于一个纯粹的滚动;一般案件有点复杂。

（物理学家称之为“交换关系” 轮换组“。）

如果你熟悉旋转矩阵，你可以解决它很容易

Answer 2

如果你还没有这样做，你可能需要使用quaternions来组合旋转。这样可以避免在通过围绕3个轴旋转定向摄像机时可以获得gimbal lock的问题。

Here is how to convert between them.

Answer 3

好吧，如果你开始向前看水平到地平线，向上倾斜90度，然后向左倾斜90度，然后向下倾斜90度，你将看到与你开始时相同的方向，但地平线将是垂直的（就好像你向左倾90度）。

编辑：我认为问题是，如果将相机当作飞机对待，则偏航/俯仰/翻滚是合适的。您可能想要做的是将其视为球体中的一个点，跟踪您指向相机的球体的位置。使用球面坐标来跟踪θ（纬度）和phi（经度），而不是偏航/俯仰。它们可能听起来很相似，但考虑到相机直接指向的极端情况。通过偏航/俯仰，您仍然可以从直线向上方向自由调整偏航和俯仰。使用theta / phi，你只能向下调整theta，无论你调整了多少phi，减少theta仍会给你一个与地平线平行的相机。这就是FPS相机的工作原理（你不能看得太远，以至于你正在寻找你的背后）。

编辑2 ：查看您关联的相机代码，您希望使用 rotLati(float angle) 和 rotLongi(float angle) < / strong>功能。

Answer 4

数学上，其原因是3D空间中的旋转不会通勤。这意味着，后跟yaw（）的pitch（）与yaw（）后跟pitch（）不同，但这个事实的结果是三种旋转是密不可分的，你不能执行任何其中两个没有获得第三个。换句话说，任何pitch（）es和yaw（）s序列都会随着时间的推移产生明显的roll（）效果，除非序列的后半部分与前半部分完全相反。（这里涉及很多相当复杂的数学，但细节并不是特别相关）

Answer 5

俯仰/偏航/侧倾都与您车辆的方向有关。当您向上/向下俯仰时，您可以改变偏航轴。同样，当您偏航时，您可以更改俯仰轴。因此，可以通过组合和俯仰和放大来改变您的方向，类似于滚动操作。偏航演习。

Answer 6

我相信这种情况被称为Gimbal Lock - 在维基百科页面上有插图的例子。

怎么可以简单地调用Pitch（）和Yaw（）导致相机最终Roll（）？

6 个答案: