c - 源引擎风格的绳索渲染

Question

我正在创建一个 3D 图形引擎，其中一个要求是绳索的行为类似于 Valve 的源引擎。

所以在源引擎中，一段绳子是一个四边形，它沿着它的方向轴旋转以面对相机，所以如果绳子的部分是在+Z方向，它会沿着Z轴旋转所以它面对正对相机的中心位置。

目前，我已经定义了绳索的各个部分，所以我可以得到一个漂亮的弯曲绳索，但现在我正在尝试构建将沿着它的方向 vector 旋转它的矩阵。

我已经有了一个基于这种广告牌技术渲染广告牌 Sprite 的矩阵: Constructing a Billboard Matrix目前，我一直在尝试重新调整它，使右、上、前 vector 与绳段的方向 vector 相匹配。

我的绳子是由多个部分组成的，每个部分都是一个由两个三角形组成的矩形，正如我上面所说的，我可以得到完美的位置和部分，这是旋转面对相机让我很多问题。

这是在 OpenGL ES2 中用 C 编写的。

我在 Model_beam.cpp 中研究了毁灭战士 3 的光束渲染代码，那里使用的方法是根据法线而不是使用矩阵来计算偏移量，所以我在我的 C 代码中创建了一个类似的技术并且它有点管用，至少它现在可以满足我的需要。

所以对于那些也在尝试解决这个问题的人来说，使用绳子中点与相机位置的叉积，将其归一化，然后将其乘以您想要绳子的宽度，然后在构造顶点时，在结果 vector 的 + 或 - 方向上偏移每个顶点。

进一步的帮助会更好，因为这并不完美!

谢谢

Answer 1

查看 this related stackoverflow post on billboards in OpenGL它引用了 lighthouse3d教程是一个很好的阅读。以下是该技术的要点:

void billboardCylindricalBegin(
                float camX, float camY, float camZ,
                float objPosX, float objPosY, float objPosZ) {

        float lookAt[3],objToCamProj[3],upAux[3];
        float modelview[16],angleCosine;

        glPushMatrix();

    // objToCamProj is the vector in world coordinates from the 
    // local origin to the camera projected in the XZ plane
        objToCamProj[0] = camX - objPosX ;
        objToCamProj[1] = 0;
        objToCamProj[2] = camZ - objPosZ ;

    // This is the original lookAt vector for the object 
    // in world coordinates
        lookAt[0] = 0;
        lookAt[1] = 0;
        lookAt[2] = 1;


    // normalize both vectors to get the cosine directly afterwards
        mathsNormalize(objToCamProj);

    // easy fix to determine wether the angle is negative or positive
    // for positive angles upAux will be a vector pointing in the 
    // positive y direction, otherwise upAux will point downwards
    // effectively reversing the rotation.

        mathsCrossProduct(upAux,lookAt,objToCamProj);

    // compute the angle
        angleCosine = mathsInnerProduct(lookAt,objToCamProj);

    // perform the rotation. The if statement is used for stability reasons
    // if the lookAt and objToCamProj vectors are too close together then 
    // |angleCosine| could be bigger than 1 due to lack of precision
       if ((angleCosine < 0.99990) && (angleCosine > -0.9999))
          glRotatef(acos(angleCosine)*180/3.14,upAux[0], upAux[1], upAux[2]);   
    }