c# - 将建模矩阵应用于 View 矩阵 = 失败

Question

我在 OpenGL 中移动和旋转对象时遇到问题。我正在使用 C# 和 OpenTK (Mono)，但我想问题出在我不了解 OpenGL 部分，因此即使您对 C#/OpenTK 一无所知，您也可以帮助我。

我正在阅读 OpenGL SuperBible(最新版)并尝试重写 GLFrame在 C# 中。这是我已经重写的部分:

public class GameObject
{
    protected Vector3 vLocation;
    public Vector3 vUp;
    protected Vector3 vForward;

    public GameObject(float x, float y, float z)
    {
        vLocation = new Vector3(x, y, z);
        vUp = Vector3.UnitY;
        vForward = Vector3.UnitZ;
    }

    public Matrix4 GetMatrix(bool rotationOnly = false)
    {
        Matrix4 matrix;

        Vector3 vXAxis;
        Vector3.Cross(ref vUp, ref vForward, out vXAxis);

        matrix = new Matrix4();
        matrix.Row0 = new Vector4(vXAxis.X, vUp.X, vForward.X, vLocation.X);
        matrix.Row1 = new Vector4(vXAxis.Y, vUp.Y, vForward.Y, vLocation.Y);
        matrix.Row2 = new Vector4(vXAxis.Z, vUp.Z, vForward.Z, vLocation.Z);
        matrix.Row3 = new Vector4(0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f);

        return matrix;
    }

    public void Move(float x, float y, float z)
    {
        vLocation = new Vector3(x, y, z);
    }

    public void RotateLocalZ(float angle)
    {
        Matrix4 rotMat;

        // Just Rotate around the up vector
        // Create a rotation matrix around my Up (Y) vector
        rotMat = Matrix4.CreateFromAxisAngle(vForward, angle);

        Vector3 newVect;

        // Rotate forward pointing vector (inlined 3x3 transform)
        newVect.X = rotMat.M11 * vUp.X + rotMat.M12 * vUp.Y + rotMat.M13 * vUp.Z;
        newVect.Y = rotMat.M21 * vUp.X + rotMat.M22 * vUp.Y + rotMat.M23 * vUp.Z;
        newVect.Z = rotMat.M31 * vUp.X + rotMat.M32 * vUp.Y + rotMat.M33 * vUp.Z;

        vUp = newVect;
    }
}

所以我在一些随机坐标上创建了一个新的游戏对象 (GLFrame):GameObject go = new GameObject(0, 0, 5); 并稍微旋转它:go.RotateLocalZ(旋转Z)；。然后我使用 Matrix4 matrix = go.GetMatrix(); 获取矩阵并渲染帧(首先，我设置观察矩阵，然后我将它与建模矩阵相乘)

protected override void OnRenderFrame(FrameEventArgs e)
{
    base.OnRenderFrame(e);
    this.Title = "FPS: " + (1 / e.Time).ToString("0.0");

    GL.Clear(ClearBufferMask.ColorBufferBit | ClearBufferMask.DepthBufferBit);
    GL.MatrixMode(MatrixMode.Modelview);
    GL.LoadIdentity();

    Matrix4 modelmatrix = go.GetMatrix();
    Matrix4 viewmatrix = Matrix4.LookAt(new Vector3(5, 5, -10), Vector3.Zero, Vector3.UnitY);

    GL.LoadMatrix(ref viewmatrix);

    GL.MultMatrix(ref modelmatrix);

    DrawCube(new float[] { 0.5f, 0.4f, 0.5f, 0.8f });

    SwapBuffers();
}

DrawCube(float[] color) 是我自己绘制立方体的方法。

现在是最重要的部分:如果我渲染帧没有 GL.MultMatrix(ref matrix); 部分，但是使用GL.Translate() 和 GL.Rotate()，它有效(第二个屏幕截图)。但是，如果我不使用这两种方法，而是使用 GL.MultMatrix() 将建模矩阵直接传递给 OpenGL，它会绘制一些奇怪的东西(第一个屏幕截图)。

你能帮我解释一下问题出在哪里吗？为什么它可以使用平移和旋转方法工作，而不是将 View 矩阵乘以建模矩阵？

Answer 1

OpenGL 变换矩阵按列排序。您应该使用您正在使用的矩阵的转置。