计算 3d 相机矩阵

Question

这是家庭作业，但我一直在努力完成我们的作业，但我不明白我做错了什么。这个想法是从三个给定的向量创建一个相机，中心（相机位置）向上（世界向上，这个是（0,1,0））和lookAt（这是世界坐标中要查看的点） .

当我在 x 和 z 轴上移动相机时，一切工作正常，但是当我在 y 轴（上/下）上移动它时，它只是不会一直看着 (0, 0, 0)。

我有以下代码，Vector3f 和 Matrix4f 来自 javax.vecmath.*

private void updateCameraMatrix() {
    Vector3f z = new Vector3f();
    z.sub(center, lookAt);
    z.normalize();

    Vector3f x = new Vector3f();
    x.cross(z, up);
    x.normalize();

    Vector3f y = new Vector3f();
    y.cross(x, z);
    y.normalize();



    cameraMatrix.set(new float[] {
        x.x, y.x, z.x, 0.0f,
        x.y, y.y, z.y, 0.0f,
        x.z, y.z, z.z, 0.0f,
        0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f
    });

    cameraMatrix.mul(new Matrix4f(new float[] {
        1.0f, 0.0f, 0.0f, -center.x,
        0.0f, 1.0f, 0.0f, -center.y,
        0.0f, 0.0f, 1.0f, -center.z,
        0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f
    }));
}

提前感谢您的帮助！

Answer 1

我不明白你为什么以你的方式计算x, y, z,。虽然要计算 4x4 矩阵并对其应用 Camera Look At，但我会这样做：

public final Matrix4 lookAt(Vector3 eye, Vector3 center)
{
    float dx = eye.x - center.x;
    float dy = eye.y - center.y;
    float dz = eye.z - center.z;

    float pitch = (float) Math.atan2(dy, Math.sqrt(dx * dx + dz * dz));
    float yaw = (float) Math.atan2(dz, dx);

    pitch = -pitch;
    yaw = yaw - 1.57079633f;

    Matrix4 camera_matrix = new Matrix4();

    matrix.identity();

    matrix.rotate(pitch, -1f, 0f, 0f);
    matrix.rotate(yaw, 0f, 1f, 0f);

    matrix.translate(-eyex, -eyey, -eyez);

    return matrix;
}

这里的函数默认“使用”up，即(0, 1, 0)。

如你所见，我写的是Vector3、Matrix4 而不是Vector3f、Matrix4f，这是因为我不使用javax.vecmath.* 类。我已经制作了用于计算以下内容的自定义类，尽管它基本相同，并且 vecmath 可能/应该包含我使用的相同方法。虽然如果它不把它写成评论，我也可以提供它们。