c++ - 计算元素相对于相机的位置

Question

我正在使用 C++ 和 Irrlicht 制作 3D 游戏。这是一款 FPS 风格的游戏，因此玩家应该能够携带武器。但我一直在努力计算相对于相机的位置。如果相机不旋转，计算会很容易:

// node is camera's child
vector3df modifier = vector3df(2, 0, 2);
node->setPosition(node->getPosition() + modifier);

但是，相机不是静止的而是旋转的物体，所以事情有点复杂。这是一张图片，希望能澄清我想说的话:

这应该适用于所有维度，X、Y 和 Z。我认为只有两个三角函数可以用于这种目的，正弦和余弦，它们用于计算 X 和 Y 坐标。我是在错误的道路上还是可以将它们应用于此？或者 Irrlicht 本身有解决方案吗？这是我尝试使用的代码(从 SO 中找到):

vector3df obj = vector3df(2, 0, 2);
vector3df n = vector3df(0, 0, 0);
n.X = obj.X * cos(60 * DEGTORAD) - obj.Z * sin(60 * DEGTORAD);
n.Z = obj.Z * cos(60 * DEGTORAD) + obj.X * sin(60 * DEGTORAD);
node->setPosition(node->getPosition() + n);

但武器只是向前飞。

我很乐意提供任何帮助或指导。

附言希望这个问题比上一个问题更清楚

Answer 1

您的代码的问题在于旋转是围绕原点执行的，而不是围绕相机执行的。

你要做的是将物体(武器)围绕相机中心旋转相机旋转的角度:

为此，您需要执行以下步骤:

1 - 平移所有点，使相机的中心位于原点，

2 - 应用旋转矩阵(角度为 alpha):

[cos (alpha)   -sin (alpha)]  
[sin (alpha)    cos (alpha)] 

3 - 撤消旋转点上的步骤 1。

示例算法:

Position of the weapon: (xObject, yObject)
Position of the camera: (xCamera, yCamera)
Turning angle: alpha    

  //step 1: 
  xObject -= xCamera;
  yObject -= yCamera;

  // step 2
  xRot = xObject  * cos(alpha) - yObject  * sin(alpha);
  yRot = xObject * sin(alpha) + yObject * cos(alpha);

  // step 3:
  xObject = xRot + xCamera;
  yObject = yRot + yCamera;

此算法在 XY 平面上，但可以针对 XZ 平面进行修改。假设在你的代码中 obj 代表武器的位置。您的代码可以是这样的:

...
// Step 1
obj.X-=cam.X;
obj.Z-=cam.Z;

//Step 2
n.X = obj.X * cos(60 * DEGTORAD) - obj.Z * sin(60 * DEGTORAD);
n.Z = obj.Z * cos(60 * DEGTORAD) + obj.X * sin(60 * DEGTORAD);

// Step 3
obj.X = n.X + cam.X;
obj.Z = n.Z + cam.Z;
...

希望对您有所帮助!