摄像机Learn OpenGL

最新推荐文章于 2024-12-25 21:31:56 发布

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本文详细介绍了3D场景中摄像机的位置、方向、右轴和上轴设置，以及如何使用LookAt函数和自由旋转来实现摄像机的视角变换。通过摄像机位置、目标点和上向量的设定，可以创建观察矩阵，使摄像机能够从不同角度观察场景。同时，通过改变摄像机位置实现自由移动，以提供更丰富的视角体验。

摄像机/观察空间

需求

需求

需求：摄像机在世界空间位置、观察方向、右向量和上向量。
在这里插入图片描述

1.摄像机位置

::世界空间中代表摄像机的向量。

glm::vec3 cameraPos=glm::vec3(0.0f,0.0f,3.0f);

!!!Z轴是屏幕指向自己。如果希望摄像机往后移动，把Z往正方向移动。

2.摄像机方向

::摄像机位置方向—场景原点向量=指向原点。

glm::vec3 cameraTarget=glm::vec3(0.0f,0.0f,0.0f);
glm::vec3 caremaDiretion=glm::normalize(cameraPos-cameraTarget);

!!!：方向向量：摄像机到目标向量的反方向（如上图）

3.右轴和上轴

获取右轴（代表摄像机空间X轴的正方向）：定义一个上向量（Up Vector），将上向量和摄像机方向向量叉乘。（交换顺序得到X轴负方向的向量）

glm::vec3 up=glm::vec3(0.0f,1.0f,0.0f)
glm::vec3 cameraRight=glm::normalize(glm::cross(up,cameraDirection));

获取上轴（正Y轴）：把右轴和方向向量进行叉乘。

glm::vec3 cameraUp=glm::corss(cameraDirection,cameraRight);

4.Look At

作用：如果你定义了一个坐标空间，里面有3个相相互垂直的轴，你可以用这三个轴+一个平移向量来创建一个矩阵，用这个矩阵乘以任何向量来变换到那个坐标空间！
R：右向量，U：上向量，P：摄像机位置向量

glm::mat4 view;
view=glm::lookAt(glm::vec3(0.0f,0.0f,3.0f),
					glm::vec3(0.0f,0.0f,0.0f),
					glm::vec3(0.0f,1.0f,0.0f));
//只需要：摄像机位置，目标位置，表示上向量的世界空间中的向量）

5.摄像机在场景旋转

目的：摄像机在场景旋转，注视点始终在（0，0，0）
每一帧创建x，z坐标。x和z在一个圆圈上的一点。

GLfloat radius=10.0f;
GLfloat camx=sin(glfwGetTime())*radius;
GLfloat camz=cos(glfwGetTime())*radius;
glm::mat4 view;
view = glm::lookAt(glm::vec3(camx,0.0,camz),glm::vec3(0.0,0.0,0.0),glm:vec3(0.0,1.0,0.0));