c++ - 旋转播放器模型以指向一个点

Question

我看过三年前的帖子，问过一个类似的问题，即如何使用glm::lookAt实现此功能，但不能完全将其应用于我的游戏。

我有一个在曲线上移动的相机和播放器模型。这是通过计算曲线上的点并使用glm::translate (identityMatrix, positionCameraIsCurrentlyAt)简单地将玩家移动到那里来完成的，因此，我在曲线上有当前位置，还有nextPosition。
我现在想使用转换矩阵旋转模型，但似乎无法完成。我的第一个想法是计算一个 vector currentPosition - nextPosition以获得我应该面对的 vector ，我称之为targetPoint。并通过简单地将启动时将其设置为(0，0，1)来计算我当前面临的 vector (当您朝负z方向移动时，我想这就是模型的定向方式)，并在旋转后将其更新为targetPoint vector 。
vector 的Bot归一化。

代码如下所示:

glm::vec3 targetPoint = glm::normalize(position - curveIter->calcCurvePosition(curveProgress));
glm::mat4 rotationMatrix = glm::rotate(modelMatrix, glm::radians(glm::angle(pointingTowards, targetPoint)), glm::vec3(0.0, 1.0, 0.0));
glm::mat4 translationMatrix = glm::translate(modelMatrix, position);

// Test print vectors and angle 
std::cout << targetPoint.x << ", " << targetPoint.y << ", " << targetPoint.z << ", " << "pointing towards: " << pointingTowards.x << ", " <<pointingTowards.y << ", " << pointingTowards.z << ", " << glm::angle(glm::normalize(pointingTowards), forward) << std::endl;
pointingTowards = targetPoint;

// Test print vectors and angle 
std::cout << targetPoint.x << ", " << targetPoint.y << ", " << targetPoint.z << ", " << "pointing towards: " << pointingTowards.x << ", " << pointingTowards.y << ", " << pointingTowards.z << ", " << glm::angle(glm::normalize(pointingTowards), forward) << std::endl;

return translationMatrix*rotationMatrix;

这实际上并没有旋转模型。我打印了 vector 和 Angular 以检查它们和结果，其中:
targetPoint:(-0.97509，0，0.22181)
pointingTowards:(-0.97509，0，0.22181)
angle:3.14159

因此，似乎它们都太小了。我想这可能是归一化的结果。但是，该方法说两个 vector 都需要归一化。 angle始终为Pi，这看起来可能很奇怪，但由于曲线为圆。显然，对于第一个 angle为2.35469而言，这是不正确的，因为 vector 分别是 targetPoint(-0.708167，0，0.706045)和 pointingTowards:(0，0，1)。

有什么想法我在这里做错了吗？
非常感谢你!

Answer 1

假设您有一个position和targetPoint。您可以定义upVec并通过Cross product计算旋转矩阵的轴，如下所示:

glm::vec3 upVec(0, 1, 0);

glm::vec3 z_axis = glm::normalize(targetPoint - position);
glm::vec3 x_axis = glm::normalize(glm::cross(upVec, z_axis));
glm::vec3 y_axis = glm::normalize(glm::cross(z_axis, x_axis));

glm::mat4 rotationMatrix(
    glm::vec4(x_axis, 0),
    glm::vec4(y_axis, 0),
    glm::vec4(z_axis, 0),
    glm::vec4(0, 0, 0, 1));

另一种可能性是使用 Quaternion。

#include <glm/gtx/quaternion.hpp>

定义从(0，0，1)到 tragetVec的旋转并将四元数转换为旋转矩阵:

glm::vec3 tragetVec = glm::normalize(targetPoint - position);
glm::quat rotQuat = glm::rotation(glm::vec3(0, 0, 1), tragetVec);
rotationMatrix = glm::toMat4(rotQuat);