Libgdx 第一人称相机控制

Question

我刚开始在 libgdx 中玩 3D arround。我已经知道如何画基本的Models，我试着用CameraController 来玩arround。现在我想创建一个FirstPersonCamera 或FirstPersonCameraController。我考虑过扩展PerspectiveCamera 并在其中添加MyMovingObject target。 MyMovingObject 将持有一个x, y, z position，其中y 是一个常数值，因为我目前无法移动up/down。所以我的动作基本上是二维的。 MyMovingObject 还将存储 left/right rotation，这是其 moving direction/ xSpeed, zSpeed 所需的。但是Player 也应该能够上下查看，MyMovingObject 并不真正需要这种向上/向下旋转，因为它只会更改视图而不会更改其他属性。所以我不确定我是否走对了路。
我希望能够使用W,A,S,D 向前、向左、向右、向后移动，并使用鼠标向左向右旋转。我也想使用鼠标上下查看，就像在大多数First Person 游戏中一样。
我应该使用另一种方式，而不是通过扩展PerspectiveCamera 创建自己的相机吗？ 还是这种方法很好，我只需要将上/下旋转存储在MyMovingObject 中，如果它仅用于视图？
还是使用W,A,S,D and mouse 控制摄像头并根据摄像头位置和旋转更新MyMovingObjects 位置会更好？
我希望你明白我的意思。解释起来似乎有点复杂（至少对我来说）。

编辑：我现在为我的 NPC 和玩家使用 Vector3 direction、Vector3 position 和 Vector3 size。我通过以下方式计算速度：xSpeed = direction.x / (direction.x + direction.z) * speed; zSpeed 相同。通过这样做，我“过滤”了 y 值，我只得到 x 和 y 的百分比。唯一的问题是，当我直视x 和z 是0。我可以通过使用UpVecotr 来解决这个问题，当我进行“俯仰旋转”时它会旋转。但是我如何旋转他？我需要围绕侧向矢量旋转它。谢谢

编辑：旋转和移动现在可以工作（见我的回答），但我对“俯仰旋转”的限制有很大的问题。我正在使用：if (direction.y < 0.9 && angle > 1) doPitchRotation(); else if (direction.y > -0.9 && angle < 1) doPitchRotation(); 所以如果我向下旋转并且我仍然向下看至少 -0.9 y 它只是不执行旋转。但真正发生的是：我旋转到 - 0.9 然后它围绕 Y 轴旋转，在另一侧它向上旋转，即使我向下移动鼠标。你能解释一下为什么吗？为什么我向下看转身时Y轴会翻转？

编辑：现在可以使用了。似乎我的 upVector 有时会得到一些错误的值。对于陆基凸轮，您还可以使用 Y 轴和方向矢量的叉积。不需要 upVector。

Answer 1

我知道这个问题已经有了很好的答案。但是我对所选答案有一些问题。我只是想帮助正在寻找相同解决方案的人。 我注意到所选答案有一些奇怪的行为。我没有保持 Y 存在。这在 fps 上当然非常重要。所以这个并不完美，但我想把它放在这里。

// put into the create() method.
Gdx.input.setInputProcessor(new InputProcessor() {
        private int dragX, dragY;
        float rotateSpeed = 0.2f;
        // dont' forget to override other methods.
        @Override
        public boolean mouseMoved(int screenX, int screenY) {
            Vector3 direction = cam.direction.cpy();

            // rotating on the y axis
            float x = dragX -screenX;
            // change this Vector3.y with cam.up if you have a dynamic up.
            cam.rotate(Vector3.Y,x * rotateSpeed);

            // rotating on the x and z axis is different
            float y = (float) Math.sin( (double)(dragY -screenY)/180f);
            if (Math.abs(cam.direction.y + y * (rotateSpeed*5.0f))< 0.9) {
                cam.direction.y +=  y * (rotateSpeed*5.0f) ;
            }

            cam.update();
            dragX = screenX;
            dragY = screenY;
            return true;
        }

    });

注意：请勿使用任何相机控制器。
注意2：这可能会派上用场：Gdx.input.setCursorCatched(true);

编辑：我只是想分享我用来用wasd键改变相机位置的步行功能。当W 键按下时，forward 为真。并且当密钥向上时forward 为假。其他方向的原理相同。要检测上下键，请使用上述代码中的InputProcessor。
这会在二维空间（X-Z 轴）中产生运动。相机的方向不会改变运动的方向，因为我们正在消除 Y 轴。方向。
现在必须即使相机指向天空（与地面成非 90 度角），方向矢量的长度也不固定为1.0f。所以不会有任何移动速度的损失。 为了测试这一点，我上下旋转了相机（前后移动了鼠标），方向向量的 x 和 z 值没有改变。所以当方向向量的 y 轴被消除后，我们就有了一个不受相机 Y 角度影响的二维方向向量。

private void walking(float timeElapsed) {
        float speed = movementSpeed;
        if ((forward | back) & (right | left)) {
            speed /= Math.sqrt(2);
        }
        System.out.println(speed);
        if (forward) {
            Vector3 v = cam.direction.cpy();
            v.y = 0f;
            v.x *= speed * timeElapsed;
            v.z *= speed * timeElapsed;
            cam.translate(v);
            cam.update();
        }
        if (back) {
            Vector3 v = cam.direction.cpy();
            v.y = 0f;
            v.x = -v.x;
            v.z = -v.z;
            v.x *= speed * timeElapsed;
            v.z *= speed * timeElapsed;
            cam.translate(v);
            cam.update();
        }
        if (left) {
            Vector3 v = cam.direction.cpy();
            v.y = 0f;
            v.rotate(Vector3.Y, 90);
            v.x *= speed * timeElapsed;
            v.z *= speed * timeElapsed;
            cam.translate(v);
            cam.update();
        }
        if (right) {
            Vector3 v = cam.direction.cpy();
            v.y = 0f;
            v.rotate(Vector3.Y, -90);
            v.x *= speed * timeElapsed;
            v.z *= speed * timeElapsed;
            cam.translate(v);
            cam.update();

        }
    }

Answer 2

感谢分享this 链接。我发现它非常有用。 这是我关于旋转陆基相机的代码，它似乎可以正常工作。

private int mouseX = 0;
private int mouseY = 0;
private float rotSpeed = 0.2f;

@Override
public boolean mouseMoved(int screenX, int screenY) {
    int magX = Math.abs(mouseX - screenX);
    int magY = Math.abs(mouseY - screenY);

    if (mouseX > screenX) {
        cam.rotate(Vector3.Y, 1 * magX * rotSpeed);
        cam.update();
    }

    if (mouseX < screenX) {
        cam.rotate(Vector3.Y, -1 * magX * rotSpeed);
        cam.update();
    }

    if (mouseY < screenY) {
        if (cam.direction.y > -0.965)
            cam.rotate(cam.direction.cpy().crs(Vector3.Y), -1 * magY * rotSpeed);
        cam.update();
    }

    if (mouseY > screenY) {

        if (cam.direction.y < 0.965)
            cam.rotate(cam.direction.cpy().crs(Vector3.Y), 1 * magY * rotSpeed);
        cam.update();
    }

    mouseX = screenX;
    mouseY = screenY;

    return false;
}

这适用于陆基相机。如果要制作飞控相机，则必须围绕cam.direction.crs(cam.up) 进行俯仰旋转。我不会使用Vector3.cpy()，而是存储一个Vector3 help，它会获取这些临时值，因为Vector3.cpy() 创建了一个新的Vector3，并且这个操作在每个渲染循环中执行。 对于飞控相机，您还需要添加roll 旋转并围绕cam.up 向量进行yaw 旋转。

Answer 3

This article 在我看来真的很有帮助。我找到了一个应该可行的解决方案，但我还没有尝试过。我的MovingObjects 都有Vector3 position、Vector3 direction、Vector3 size 和Vecotr3 upVector。 Player 类扩展了这个 MovingObject 类并将Mouse 和Keycontroll 添加到运动中。 在MovingObject 类中，我有以下方法：

1. rotateYaw(float degrees)：将Vector3 direction 围绕Y-Axis 旋转给定度数（libgdx 具有Vector3 的旋转功能）--> 简单
2. rotatePitch(float degrees)：将Vector3 direction 围绕direction.cross(Vector3.Y) 旋转，这是MovingObject 的旋转侧向量，按给定度数。 Pitch-Rotation 也必须旋转 upVector，因此您将 upVector 围绕同一轴旋转给定度数。明白了这点就很简单了。

3. move(delta) 将您的MovingObject 向x,z 方向移动：

   if (direction.y == 1) {
     // You are looking straight up, no x,z direction, move in the opposite
     // direction of upVector
     xSpeed = upVector.x / (Math.abs(upVetor.x) + Math.abs(upVector.z)) * (-speed);
     zSpeed = upVector.z / (Math.abs(upVetor.x) + Math.abs(upVector.z)) * (-speed);
     position.add(xSpeed * delta, 0, ySpeed * delta);
   } else if (direction.y == -1) {
     // You are looking straight down, no x,z direction, move in the direction of
     // upVector
     xSpeed = upVector.x / (Math.abs(upVetor.x) + Math.abs(upVector.z)) * speed;
     zSpeed = upVector.z / (Math.abs(upVetor.x) + Math.abs(upVector.z)) * speed;
     position.add(xSpeed * delta, 0, ySpeed * delta);
   } else {
     // You are not looking straight up or down, so you have x,z direction. Use
     // that.
     xSpeed = direction.x / (Math.abs(direction.x) + Math.abs(direction.z)) * speed;
     zSpeed = direction.z / (Math.abs(direction.x) + Math.abs(direction.z)) * speed;
     position.add(xSpeed * delta, 0, ySpeed * delta);
   }
   

我直到现在才测试这个，但我认为它应该可以工作。请注意，在Pitch-rotation 中，您还应该将其限制为直上/直下。通过检查 x 和 z 的符号来做到这一点。如果在您执行Pitch-rotation 时它们发生了变化，您旋转了 90 度以上。 我还在等待其他答案，如果我错了，请纠正我！

编辑：我测试过了。它是这样工作的，但有一些事情需要注意：

1. direction.cross(upVector) 更改 direction 向量。因此，首先将这些数据存储在某个地方！使用后重置方向向量。
2. 音高限制有一个问题：如果您控制符号变化，正如我所建议的那样，会发生以下情况：您直视，符号 x 和符号 z 为 0。您向下看，符号变化并且您的动作（限制）开始。因此，如果它不为零，请注意检查。 我仍然不知道如何进行音高限制，我编辑了我的问题来解释我的问题。
3. 每当您更改某些内容时，请考虑规范化您的 direction 和 upVector！

我认为这应该工作得很好。如果您有任何改进，请告诉我，我会在这里更新。如果您有其他解决方案，请添加答案！谢谢