c# - 3D/2D 自上而下的 View 使用什么样的投影和相机？

Question

一旦答案变得清晰，我可能会打自己的脸，但恐怕我不知道如何使用我的相机才能有效地混合滚动的 2D 和 3D 对象。

目前我正在使用位移相机，这是我在这仍然只是一个 2D 项目时实现的。相机根据其在世界中的位置置换所有 2D 对象的绘制位置。如果不清楚，这里是代码:

public void DrawSprite(Sprite sprite)
    {
        Vector2 drawtopLeftPosition = ApplyTransformation(sprite.Position);
        //TODO: add culling logic here
        sprite.Draw(spriteBatch, drawtopLeftPosition);
    }
private Vector2 ApplyTransformation(Vector2 spritetopLeftPosition)
    {
        return (spritetopLeftPosition - topLeftPosition);
    }

很简单。在我尝试将 3D 插入等式之前，这一直有效。我有几个球体，我想与 2D 游戏对象一起显示。我已经想出如何正确地对所有内容进行 Z 排序，但我无法正确投影球体。它们的出现和消失取决于相机的位置，并且即使是最轻微的相机移动也经常不规则地飞来飞去。这是我的相机矩阵:

viewMatrix = Matrix.CreateLookAt(new Vector3(Position, 1f), new Vector3(Position , 0), Vector3.Up);
projectionMatrix = Matrix.CreatePerspectiveFieldOfView(MathHelper.PiOver4, graphics.Viewport.AspectRatio, 1f, 1000f);

请注意 Vector2 Position 是相机视口(viewport)的绝对中心，而不是左上角或类似的东西。我也尝试过使用 OrthographicOffCenter 和 Orthographic 投影。 viewMatrix 根据当前相机位置使用相同的 CreateLookAt 函数更新每一帧。这是绘制 3D 对象的 Camera 方法:

public void DrawModel(Sprite3D sprite, GraphicsDevice device)
    {
        device.BlendState = BlendState.Opaque;
        device.DepthStencilState = DepthStencilState.Default;
        device.SamplerStates[0] = SamplerState.LinearWrap;
        sprite.DrawBasic(this, device);
    }

我的主要困惑是我是否应该置换 3D 对象以及 2D。我已经尝试过这样做，但如果我不这样做的话，实际上在屏幕上瞥见 3D 对象时取得了更大的成功。

这是用于绘制的 Sprite3D 部分:

public Matrix GenerateWorld()
    {
        return Matrix.CreateScale(Scale) * Matrix.CreateTranslation(new Vector3(Position, -ZPosition)) * Matrix.CreateFromYawPitchRoll(Rotation3D.X, Rotation3D.Y, Rotation3D.Z);
    }

    private Matrix GenerateDEBUGWorld()
    {
        return Matrix.CreateScale(Scale) * Matrix.CreateTranslation(Vector3.Zero);
    }

    public void DrawBasic(Camera camera, GraphicsDevice device)
    {
        Matrix[] transforms = new Matrix[Model.Bones.Count];
        Model.CopyAbsoluteBoneTransformsTo(transforms);

        foreach (ModelMesh mesh in Model.Meshes)
        {
            foreach (BasicEffect effect in mesh.Effects)
            {
                effect.World = (transforms[mesh.ParentBone.Index] * GenerateDEBUGWorld()); 
                effect.View = camera.ViewMatrix;
                effect.Projection = camera.ProjectionMatrix;
            }
            mesh.Draw();
        }


    }

GenerateDEBUGWorld 只需将球体放置在 0,0 处，这样我就始终知道它应该在什么位置。

我注意到的一些事情:

• 如果我将相机的 Z 位置设置为更大的数字(比如 10)，球体移动的不规律性会降低，但仍然是错误的
• 使用 OrthographicOffCenter 投影在屏幕中心显示微小的小球体，即使我将 Sprite3D 的 Scale 变量乘以 1000 也不会改变位置或比例。

那么，主要问题是:我是否应该使用位移相机，或者是否有更好的方法来有效地混合 2D 和 3D(也许是广告牌？但我不想给这个项目增加不必要的复杂性)？而且，如果我确实使用置换，我是否应该置换 3D 对象以及 2D 对象？最后，应该使用什么样的投影？

更新:如果我将相机移回 z 位置 100 并使球体按比例放大 100%，它们的行为有些正常——当相机向左移动时，它们向右移动，向上移动时，它们向下移动，等等，就像您期待透视投影。然而，它们相对于其余 2D 对象移动得太多了。这是规模问题吗？我觉得很难调和 Sprite 的显示方式和 3D 对象在屏幕上的显示方式...

Answer 1

听起来您正在寻找的是 Unproject - 这将采用 2D 点并将其“转换”到 3D 空间中。如果您所有的对象都在 3D 空间中，那么您典型的 Ortho/LookAt 相机应该会像您期望的那样工作......我在这里也完全从内存中走出来，因为我无法查看它。 ;)