c++ - 给定方向的 OpenGL 旋转

Question

我正在考虑一种在 opengl 中定义旋转的简单方法。我了解绕任何给定轴旋转一定量是如何工作的。我也知道我可以依次围绕每个轴旋转。但所有这些并不能真正解决我的问题。我想做的是旋转一个物体，使其看起来在某个(给定的)方向。因此我已经知道一堆旋转的结果....我怎样才能直接到达那里？我能否以某种方式为任何对象定义一个 lookAt 方向？

Answer 1

您不必为此使用 glRotate。你已经发现你知道一些东西，目标方向。但是目标方向并不是一切，您仍然可以围绕目标轴旋转对象，因此您还需要一个向上 vector 。

这是对象的局部 Z 轴(或您可以指定为“向前”的任何其他矩阵)。您可以规范化此 vector 并将其放入对象变换矩阵的 Z 列。

向上 vector 必须垂直于目标轴。要么你有一个，要么你从假设中推导出一个，即对象的向上 vector 应该至少向上，即有一个 Y 分量。您可以得到一个向上并垂直于目标轴的 vector ，方法是将 vector 与目标轴的标量积减去目标轴，目标轴 vector 按标量积缩放，然后归一化。比方说，Y 起来了:

U = normalize( T - T · Y )

最后你需要第三个局部轴 L。你可以通过 U 和 T 的叉积得到它，即

L = U × T

根据这些你构建了一个矩阵

Lx  Ux  Tx  0
Ly  Uy  Ty  0
Lz  Uz  Tz  0
 0   0   0  1

并使用 glMultMatrix(固定函数)将其传递给 OpenGL，或者将其乘以您自己的托管堆栈并使用 glUniformMatrix(着色器)提供它。

请注意，glMultMatrix 按以下顺序索引矩阵元素

0 4 8 c
1 5 9 d
2 6 a e
3 7 b f