gluCylinder 的正确 gluLookAt

Question

我正在尝试使用gluCylinder 在特定方向上绘制一个圆柱体。为了指定方向，我使用gluLookAt，但是，正如我之前的许多人一样，我不确定“向上”向量，因此无法让圆柱体指向正确的方向。

我从另一个 SO 答案中读到

gluLookAt 中“向上”向量背后的直觉很简单：看任何东西。现在将头倾斜 90 度。你所在的位置没有改变，你注视的方向没有改变，但你视网膜中的图像却清晰地改变了。有什么不同？头顶指向的地方。那是向上的向量。

这是一个简单的解释，但在我的圆柱体的情况下，我觉得向上向量完全不重要。由于圆柱体可以围绕其轴旋转并且看起来仍然相同，因此不同的向上向量不会改变任何内容。所以我的问题应该有无限多个有效的向上向量：从起点到终点的所有正交向量。

所以这就是我的工作：

1. 我有圆柱体起点和终点的世界坐标，A_world 和 B_world。

2. 我将它们投影到视口坐标A_vp 和B_vp 和gluProject：

   GLdouble A_vp[3], B_vp[3], up[3], model[16], projection[16];
   GLint gl_viewport[4];
   glGetDoublev(GL_MODELVIEW_MATRIX, &model[0]);
   glGetDoublev(GL_PROJECTION_MATRIX, &projection[0]);
   glGetIntegerv(GL_VIEWPORT, gl_viewport);
   
   gluProject(A_world[0], A_world[1], A_world[2], &model[0], &projection[0], &gl_viewport[0], &A_vp[0], &A_vp[1], &A_vp[2]);
   
   gluProject(B_world[0], B_world[1], B_world[2], &model[0], &projection[0], &gl_viewport[0], &B_vp[0], &B_vp[1], &B_vp[2]);
   

3. 我调用glOrtho将相机重置为默认位置：负z进入图片，x向右，y向上：

   glMatrixMode(GL_PROJECTION);
   glLoadIdentity();
   glOrtho(0, vp_edgelen, vp_edgelen, 0, 25, -25);
   glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
   glLoadIdentity();
   

4. 我翻译成坐标A_vp，计算向上向量作为向量A_vp — B_vp的法线，并用gluLookAt指定视图：

   glTranslatef(A_vp[0], gl_viewport[2] - A_vp[1], A_vp[2]);
   glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
   
   GLdouble[] up = {A_vp[1] * B_vp[2] - A_vp[2] * B_vp[1], 
                    A_vp[2] * B_vp[0] - A_vp[0] * B_vp[2],
                    A_vp[0] * B_vp[1] - A_vp[1] * B_vp[0]};
   
   gluLookAt(0, 0, 0,
             B_vp[0], gl_viewport[2] - B_vp[1], B_vp[2],
             up[0], up[1], up[2]);
   

5. 我用gluCylinder画圆柱体：

   GLUquadricObj *gluCylObj = gluNewQuadric();
   gluQuadricNormals(gluCylObj, GLU_SMOOTH);
   gluQuadricOrientation(gluCylObj, GLU_OUTSIDE);
   gluCylinder(gluCylObj, 10, 10, 50, 10, 10);
   

这是意想不到的结果：

由于圆柱体从正确的位置开始，并且我能够在位置 B_vp 处画一个圆，唯一肯定是错误的就是 gluLookAt 中的“向上”向量，对吧？

Answer 1

gluLookAt() 不是获得正确视角所必需的。旋转当前的 z 向量使其指向圆柱体应指向的方向就足够了。