Question

我成功地为相机实现了lookAt矩阵，因为有很多来源描述它。

我一直在尝试将其从相机外观转换为模型外观。我似乎无法让它工作，我认为我对如何构建矩阵有一点误解。我假设我不需要更改模型的翻译来查看某个点，因为它的位置应保持不变。

首先，这是相关代码。 lookAtRadians函数应该查看在相同的referance帧中指定的点和它的平移（即at - position = direction）。但是，有一些问题，我将通过屏幕截图显示。它不检查direction.y（）是1.0f还是-1.0f，但这是微不足道的。

void TransformMatrix3D::lookAtRadians(float atX, float atY, float atZ, float toZRadians)
{
    Vector3D direction(atX - x(), atY - y(), atZ - z());
    direction.normalize();

    Vector3D up(0.0f, 1.0f, 0.0f);

    Vector3D right(direction.crossProduct(up));
    right.normalize();
    up = direction.crossProduct(right);

    mMatrix[0] = right.x();
    mMatrix[4] = right.y();
    mMatrix[8] = right.z();
    mMatrix[1] = up.x();
    mMatrix[5] = up.y();
    mMatrix[9] = up.z();
    mMatrix[2] = direction.x();
    mMatrix[6] = direction.y();
    mMatrix[10] = direction.z();
}

以下是交叉乘积和规范化函数，如果它们不正确。

Vector3D Vector3D::crossProduct(const Vector3D& rightVector) const
{
    const float NEW_X(y() * rightVector.z() - z() * rightVector.y());
    const float NEW_Y(z() * rightVector.x() - x() * rightVector.z());
    const float NEW_Z(x() * rightVector.y() - y() * rightVector.x());

    return Vector3D(NEW_X, NEW_Y, NEW_Z);
}


void Vector3D::normalize()
{
    float length(x() * x() + y() * y() + z() * z());

    if(fabs(length) == 1.0f)
        return;

    length = 1.0f / sqrt(length);
    moveTo(x() * length, y() * length, z() * length);
}

以下是一些描述我的问题的截图。白色球体表示lookAt点。

我创建了一个沿Z轴向下翻译-10.0f的立方体（这会将mMatrix[12]，mMatrix[13]和mMatrix[14]分别设置为0.0f，0.0f，-10.0f。其余矩阵是身份。我已经检查过这种情况）我将用它来证明问题。

屏幕截图：No rotation

如果我沿着X轴和Y轴移动lookAt点，lookAt似乎正常工作。

屏幕截图：X axis (Y rotation)

屏幕截图：Y axis (X rotation)

然而，当我将两者结合起来时（即移动lookAt点使X和Y都不是0.0f），应用了一些Z旋转，这不应该发生，因为UP x DIRECTION应该总是导致RIGHT。 y（）为0.0f。将使用toZRadians（尚未实现）来应用Z旋转。

屏幕截图：Added Z rotation

此外，我发现如果我将lookAt点向下移动到Y轴，模型仍然遵循lookAt点，但它实际上围绕全局X轴旋转（或者至少等于那个）。

屏幕截图：Global X rotation

现在，当lookAt点移动到-Z时，模型具有正确的Y旋转，但是它的X旋转被反转。我在这一点上检查了我的向量，我发现UP.y（）是负的，这是不可能的（它可以是0.0f，但不是负的），因为DIRECTION和RIGHT应该总是以相同的方式缠绕（即顺时针方向）方向右）。 UP.y（）可能是负面的唯一方法是，如果RIGHT实际上是LEFT。

屏幕截图：Inverted X rotation

模型仍然围绕全局X轴旋转，就像lookAt点为+ Z时那样。

屏幕截图：Global X rotation (lookAt -Z)

正如我所提到的，这可能是对矩阵工作方式的误解，但它可能是另一回事。我环顾了几天，我似乎只能找到基于相机的lookAt功能。解释矩阵中包含的轴的任何来源都会导致本文中提供的代码。

Answer 1

啊，我发现了问题。这么简单我忽略了它。

我的矩阵：

mMatrix[0] = right.x();
mMatrix[4] = right.y();
mMatrix[8] = right.z();
mMatrix[1] = up.x();
mMatrix[5] = up.y();
mMatrix[9] = up.z();
mMatrix[2] = direction.x();
mMatrix[6] = direction.y();
mMatrix[10] = direction.z();

是内存中定义的列主要内容。它应该是：

mMatrix[0] = right.x();
mMatrix[1] = right.y();
mMatrix[2] = right.z();
mMatrix[4] = up.x();
mMatrix[5] = up.y();
mMatrix[6] = up.z();
mMatrix[8] = direction.x();
mMatrix[9] = direction.y();
mMatrix[10] = direction.z();

这完美无缺。非常愚蠢的错误，我甚至没想过要检查。这也解释了轴上的奇怪倒置。

模型lookAt Matrix - C ++，OpenGL

1 个答案: