ios - 旋转相机使用 lookat 功能与平移手势

Question

我尝试使用 Lookat 功能通过平移手势旋转相机。我使用 swift 和 Metal(在本例中 Metal 与 OpenGLES 的工作原理相同)。这是我的代码

查看功能:

 let kEye = V3f(0.0, 0.0, -2.0)
 var ktarget = V3f(0.0, 0.0, 0.0)
 let kUp = V3f(0.0, 1.0, 0.0)    
 var viewMatrix = lookAt(kEye, center: ktarget, up: kUp)

平移手势:

func pan(panGesture: UIPanGestureRecognizer){

        if panGesture.state == UIGestureRecognizerState.Changed{
            let pointInView = panGesture.locationInView(self.view)
            let xDelta = (lastPanLocation.x - pointInView.x)/self.view.bounds.width * panSensivity
            let yDelta = (lastPanLocation.y - pointInView.y)/self.view.bounds.height * panSensivity
            lastPanLocation = pointInView

            var viewDirection = rotationM3f(kUp, angle: Float(-xDelta)) * viewDirection
            var toRotateAround = Cross(viewDirection, b: kUp)
            viewDirection = rotationM3f(toRotateAround, angle: Float(-yDelta)) * viewDirection
            ktarget = kEye + viewDirection

        } else if panGesture.state == UIGestureRecognizerState.Began {
            lastPanLocation = panGesture.locationInView(self.view)
        }
    }

一开始工作正常，过了一会儿平移相机，viewDirection和toRotateAround向量会变成-0.0,-0.0,0.0，当手指垂直移动但相机不上下看时，任何人都知道什么代码有错吗？谢谢~~~

Answer 1

您只修改了 View 方向(最后是ktarget)而忘记了kUP。一旦这 2 个向量变得平行，叉积就为零，一切都崩溃了。

您正在寻找的解决方案是使用 viewDirection 和 toRotateAround 的叉积重新计算 kUp 向量。

使用这样的旋转时，您需要将数据视为基本向量和位置(location=kEye、forward=ktarget-keye、up =kUp, right=cross(forward, up)).基向量总是相互垂直(我建议它们也被归一化)并且当你旋转时你总是围绕另一个基向量旋转这些向量之一并且在旋转之后你需要使用叉积重新计算第三个向量.

因此，要向左或向右旋转，您需要围绕 up 旋转 forward，然后在 forward 和 up 之间使用叉积 以获得正确的向量。 (此处的右向量是可选的，因为您不使用它)

要向上或向下旋转，您可以围绕 right 向量旋转 forward 向量，并使用 forward 和 right< 之间的叉积 获取新的 top 向量。

然后，为了向左或向右倾斜，您围绕向前旋转向上，并得到向右向量与所使用的2个向量的叉积。

如果你看到逻辑你会发现总是有两种方式沿着一个轴旋转。例如，要向左或向右旋转，您还可以将 right 向量围绕 up 旋转，然后使用 right 的叉积找到新的前向向量> 和 up。

虽然有一个技巧。此处描述的过程非常适合自由运动，例如可以“倾斜”的飞行模拟。它不适合移动，例如第一人称射击游戏，向上始终水平位于屏幕中央(我希望您能看到其中的区别)。要创建这种 FPS 方式，您实际上需要将 up 保持为 (0,1,0) 但是 forward 绝不能是 (0,1,0) 但它可以是 (0.001, 0.09, 0) 这非常接近直接向上看。所以只要你将向上的角度限制在某个值就应该没问题。还有其他方法......