Android : OpenGL 2. 0 使用 Matrix.setLookAtM 旋转/移动相机

Question

所以这是我今天的第二个问题，我可能是在碰运气简而言之，制作一个 3D 第一人称视角，您可以在其中四处移动和环顾四周。

在我正在使用的 OnDrawFrame 中

Matrix.setLookAtM(mViewMatrix, 0, eyeX , eyeY, eyeZ , lookX , lookY , lookZ , upX, upY, upZ);

为了前后移动，向左回避等，我使用类似这样的东西(列出了前向代码)

float v[] = {mRenderer.lookX - mRenderer.eyeX,mRenderer.lookY - mRenderer.eyeY, mRenderer.lookZ - mRenderer.eyeZ};

mRenderer.eyeX += v[0] * SPEED_MOVE;
mRenderer.eyeZ += v[2] * SPEED_MOVE;

mRenderer.lookX +=  v[0] * SPEED_MOVE;
mRenderer.lookZ +=  v[2] * SPEED_MOVE;

这行得通

现在我想四处看看，并尝试移植我的 iPhone openGL 1.0 代码。这是左/右

float v[] = {mRenderer.lookX - mRenderer.eyeX,mRenderer.lookY - mRenderer.eyeY, mRenderer.lookZ - mRenderer.eyeZ};

if (x > mPreviousX )
{
 mRenderer.lookX  +=  ((Math.cos(SPEED_TURN / 2) * v[0]) - (Math.sin(SPEED_TURN / 2) * v[2]));
 mRenderer.lookZ  +=  ((Math.sin(SPEED_TURN / 2) * v[0]) + (Math.cos(SPEED_TURN / 2) * v[2]));
}
else
{
 mRenderer.lookX  -=  (Math.cos(SPEED_TURN / 2) *v[0] - Math.sin(SPEED_TURN / 2) * v[2]);
 mRenderer.lookZ  -=  (Math.sin(SPEED_TURN / 2) *v[0] + Math.cos(SPEED_TURN / 2) * v[2]);
}

这在大约 35 度时有效，然后就精神错乱了？

有什么想法吗？

Answer 1

首先，我建议不要跟踪 look 向量，而是跟踪 forward 向量，然后在 lookAt 方法中使用 eye +forward 生成look 向量。通过这种方式，您可以在移动时完全放松对 look 的更新，并且您不需要计算 v 向量(mRenderer.eyeX += forward。 x * SPEED_MOVE;...)

为了使事情更简单，我建议您在每次更改向量 forward 和 up 时对其进行归一化(我会像您在以下方法中所做的那样考虑)。

现在轮换有两种方式。使用 right 和 up 向量移动 forward(和 up)，这对于小转弯非常有用(我会说最多 10 度，上限为 90 度)或计算当前角度，添加您想要的任何角度并重新创建矢量。

第一个提到的旋转方法很简单:

vector forward = forward
vector up = up
vector right = cross(forward, up) //this one might be the other way around as up, forward :)
//going left or right:
forward = normalized(forward + right*rotationSpeedX)
//going up or down:
forward = normalized(forward + up*rotationSpeedY)
vector right = cross(forward, up) //this one might be the other way around
vector up = normalized(cross(forward, right)) //this one might be the other way around
//tilt left or right:
up = normalized(up + right*rotationZ)

第二种方法需要一点三角学知识:

通常要计算一个角度，您可以调用 atan(forward.z/forward.x) 并添加一些 if 语句，因为生成的结果只是 180 度angle (我相信你可以在网上找到一些答案来从向量中获取旋转)。 up 向量也是如此，用于获取垂直旋转。然后在您获得角度后，您可以轻松地为角度添加一些度数并使用 sin 和 cos 重新创建矢量。但是有一个问题，如果你以这种方式旋转相机，那么前向直接向上(0,1,0)你需要从 up 向量中获得第一个旋转，第二个从 forward 向量，但如果将最大垂直角度限制在 +- 85 度左右(实际上有很多游戏都这样做)，则可以避免所有这些情况。第二件事是，如果你使用这种方法，你的环境必须支持 +-infinitive 否则 atan(forward.z/forward.x) 将在 forward.x == 0 时刹车>.

还有一些关于第一种方法的补充。因为我看到你正试图在 2D 空间中移动，你的前向矢量与移动速度一起使用应该是 normalized(forward.x, 0, forward.z)，所以将它标准化很重要，否则你如果相机向上或向下倾斜更多，将会移动得更慢。第二件事是，当您向左/向右旋转时，您可能希望将 up 向量强制为 (0,1,0) + 归一化右向量，最后从向前和向右重新创建向上向量。然后你应该再次限制垂直旋转(up.z 应该大于一些小值，比如 .01)