怎么做相机？答案

【问题标题】：How make camera?怎么做相机？
【发布时间】：2020-01-24 10:12:47
【问题描述】：

如何在我的 lwjgl 3D java 应用程序中制作相机？我尝试使用glRotate 和glTranslatef，但这仅移动对象，我需要移动场景。

我也尝试过

glLoadMatrixf(new float[]{
                50, 50, 50, 50,
                50, 50, 50, 50,
                -75, 50, 50, 50,
                100, 100, 100, 100
});

但我不太明白它是如何工作的，而且我看到白屏

我可以用什么独奏来完成我的任务？

【问题讨论】：

取决于你是否使用像 GLU 这样的东西。如果是这样，谷歌 glulookat （或你使用的等价物）否则你可以加载视图矩阵，然后翻译 -camera 位置并旋转它。
请参阅答案末尾的understanding 4x4 homogenous transform matrices 正是这样的例子......转换的顺序决定了您是否正在更改对象或相机的位置/方向......

标签： java opengl lwjgl opengl-compat

【解决方案1】：

在 OpenGL 中没有相机。要“移动相机”，您必须向相反的方向移动对象。例如，不是向前移动相机，而是向后移动对象。

【讨论】：

我该怎么做？
@DmitryTriangle 你已经知道了吗？你有glRotate 和glTranslatef。我在这个答案中错误地写了“场景”而不是“对象”（它们的意思是一样的，但我认为它们对你来说不是一样的意思）

【解决方案2】：

如果您想创建第一个视图矩阵，请从 gluLookAt 开始。
使用这个方便的Legacy OpenGL 实用函数，您可以通过位置 (eye)、目标点 (target) 和上向量 (up) 定义视图矩阵：
（另见Java Code Examples for org.lwjgl.util.glu.GLU.gluLookAt()）

GLU.gluLookAt(eye.x, eye.y, eye.z, target.x, target.y, target.z, up.x, up.y, up.z);

视图空间是由场景中的视点定义的局部系统。视图的位置、视线和视图的向上方向，定义了一个相对于世界坐标系的坐标系。场景的对象必须相对于视图坐标系进行绘制，才能从观察位置“看到”。视图坐标系的逆矩阵称为视图矩阵。该矩阵从世界坐标转换为视图坐标。

此外，您还需要Orthographic 或Perspective 投影矩阵。
前一个矩阵可以定义为glOrtho
（另见Java Code Examples for org.lwjgl.opengl.GL11.glOrtho()）

GL11.glOrtho(0, width, height, 0, 1, -1);

后来gluPerspective
（另见Java Code Examples for org.lwjgl.util.glu.GLU.gluPerspective()）

GLU.gluPerspective(45.0f, wRatio, (float) near, (float) far);

投影矩阵描述了从场景的 3D 点到视口的 2D 点的映射。投影矩阵从视图空间转换到剪辑空间。通过除以剪辑坐标的w 分量，剪辑空间中的坐标被转换为范围为 (-1, -1, -1) 到 (1, 1, 1) 的标准化设备坐标 (NDC)。

在旧版 OpenGL 中存在不同的当前矩阵。投影矩阵应设置为当前GL_PROJECTION 矩阵，视图矩阵应设置为当前GL_MODELVIEW 矩阵。见glMatrixMode。

例如：

float width     = ...; // width of the window
float height    = ...; // height of the window
Vector3f eye    = ...; // camera position
Vector3f target = ...; // camera target
Vector3f up     = ...; // camera up vector

float ratio = 1.0f * width / height;

GL11.glViewport(0, 0, (int) w, (int) h);

GL11.glMatrixMode(GL11.GL_PROJECTION);
GL11.glLoadIdentity();
GLU.gluPerspective(45.0f, ratio , 0.1f, 100.0f);

GL11.glMatrixMode(GL11.GL_MODELVIEW);
GL11.glLoadIdentity();
GLU.gluLookAt(eye.x, eye.y, eye.z, target.x, target.y, target.z, up.x, up.y, up.z);

代替GLU.gluPerspective，可以设置透视投影矩阵如下：

float width  = ...;    // width of the window
float height = ...;    // height of the window
float fov_y  = 45.0f;  // filed of view in degrees (y axis)
float n      = 0.1f;   // near plane
float f      = 100.0f; // far plane

float a  = width / height;
float ta = Math.tan(Math.radians(fov_y) / 2.0f);

GL11.glMatrixMode(GL11.GL_PROJECTION);
GL11.glLoadIdentity();
glLoadMatrixf(new float[]{
    1.0f/(ta*a), 0.0f,     0.0f,            0.0f,
    0.0f,        1.0f/ta,  0.0f,            0.0f,
    0.0f,        0.0f,    -(f+n)/(f-n),    -1.0f,  
    0.0f,        0.0f,    -2.0f*f*n/(f-n),  0.0f
});

可以通过glTranslate 和glRoatate 设置视图矩阵，而不是使用GLU.gluLookAt：

float distance = 10.0f; // distance to object
float pitch    = 0.0f;  // pitch in degrees
float yaw      = 0.0f;  // yaw in degrees

GL11.glMatrixMode(GL11.GL_PROJECTION);
GL11.glLoadIdentity();
GL11.glRotatef(yaw, 0.0f, 1.0f, 0.0f); 
GL11.glRotatef(pitch, 1.0f, 0.0f, 0.0f);
GL11.glTranslatef(0.0f, 0.0f, -distance);

【讨论】：