Bir kamerayı hedef noktası hakkında nasıl yörüngeye alabilirim?

Kameranın evrende özgürce hareket ettiği bir sahne çiziyorum. Kamera sınıfı görünüm (veya bakma ) noktasını, kameranın konumunu ve yukarı vektörünü izler . Bu vektörler / noktalar daha sonra gluLookAt'a geçirilir.

Kaydırma ve yakınlaştırma uygulamak neredeyse önemsizdir. Ancak, konuya bakışta daha fazla sorun olması için rotasyon buluyorum . Ben 2 açıları, birini alan bir fonksiyon Camera.rotate yazmak istiyorum o döner yukarı / aşağı ve döner bıraktı kimse bu / sağ merkezde yer alır hayali bir küre boyunca bakmak noktası.

Bunu yapmanın kolay bir yolu var mı?

Kuaterniyonları (kısaca) okudum, ancak sahnemin nispeten basit yapısı göz önüne alındığında daha kolay bir çözüm olup olmadığını görmek istedim.

İstediğinize Arcball dönüşü denir. Kuaterniyonlar ancak nasıl çalıştıklarını anlarsanız kolay çözümdür. Ancak aynısını quaternions olmadan da yapabilirsiniz.

Ön koşul

Genel olarak nesnelerin nasıl döndürüleceğini biliyor musunuz? Diyelim ki başlangıç ​​noktasında bir nesneniz var. Nasıl döndürdüğünüzü biliyor musunuz (ipucu: bazı döndürme matrisi ile çarpın)? Evet ise, önce nesneyi çevirir ve sonra döndürürseniz ne olacağını bildiğinizi varsayıyorum?

Bir açı matrisini açı ekseninden nasıl hesaplayacağınızı bilmelisiniz (pasta gibi kolay, sayısız denkleme çevrimiçi bakın, birçoğu size kodu verir)

Çözüm

• Kameranın yukarı ve sağ vektörlerini alın. Normalleştirilmesi gerektiğini unutmayın.
• Vektörü netleme noktasından kameraya alın (camPosition - Focus). Bu, döndüreceğiniz vektördür. Bu camFocusVector diyelim .
• Kameraya göre yaw / pitch'de ne kadar döndürmek istediğinize karar verin
• İki dönme matrisi oluşturun. 1. dönüş matrisi, karar verdiğiniz eksen ve sapma açısı olarak kameranın üst kısmını kullanır . 2 rotasyon matrisi kullanacak hakkı ekseni gibi kameranın Saha sen karar açısı.
• Şimdi yeni dönme matrisleriyle camFocusVector öğesini döndürün . Bu, artık kameranın başlangıç ​​noktasına göre yeni konumunuzdur. Tabii ki, odak noktasına göre olmasını istiyoruz ...
• Netleme noktası konumunu camFocusVector öğesine ekleyin . Bu şimdi kameranızın yeni pozisyonu. Kameranızı uygun şekilde çevirin.
• Son olarak, lookAt () işlevinizi çağırarak kameradan odak noktasına odaklanmasını isteyin

Uyarılar

Kameranızın çalışmayı durduracağı belirli durumlara veya tekilliklere dikkat etmeniz gerekir. Örneğin düz aşağı / yukarı bakıyorum. Bunlarla nasıl başa çıkacağınızı anlamanıza izin vereceğim.

EDIT1: Kameranın ortonormal vektörleri nasıl yeniden hesaplanır

Kameranın yönünü zaten biliyorsunuz ((cameraPos - focusPoint) .normalize ()). Şimdi kameranızın yukarı + Y (veya dünyanızın mevcut yukarı ekseni ... yani size kalmış) olduğunu varsayın. Şimdi sadece çapraz yön ile yukarı almak için hakkı . Bitti? Hayır! Yukarı vektörünüz artık diğer ikisine dik değil. O, çapraz düzeltmek için hakkı ile yön ve yeni olsun yukarı .

O Not Gram-Schmidt orthonormalize vektörlere kullanılması gerektiğini gerçekten ne olduğunu.

Yine, bazı durumlarda işe yaramayacağı için uyarıları not edin ( örneğin , yön yukarıya paraleldir ).

İhtiyacınız olan şey, temel olarak bir hedef konumu tutan ve kamerayı bu hedefin etrafında "küresel" bir şekilde taşımanıza izin veren tipik bir ArcBall kameradır.

XNA'da ama IIRC Daha önce bu uygulamayı kullandım ve oldukça iyi çalıştı:

http://roy-t.nl/index.php/2010/02/21/xna-simple-arcballcamera/

İşte bir nokta etrafında dönen kodum, kendimi çok tekrar kullandım.

float distance;      // Straight line distance between the camera and look at point

// Calculate the camera position using the distance and angles
float camX = distance * -sinf(camAngleX*(M_PI/180)) * cosf((camAngleY)*(M_PI/180));
float camY = distance * -sinf((camAngleY)*(M_PI/180));
float camZ = -distance * cosf((camAngleX)*(M_PI/180)) * cosf((camAngleY)*(M_PI/180));

// Set the camera position and lookat point
gluLookAt(camX,camY,camZ,   // Camera position
          0.0, 0.0, 0.0,    // Look at point
          0.0, 1.0, 0.0);   // Up vector

Bunu başarmak için bu çok basit algoritma oldukça harika:

P olmak istediğiniz konumun merkez noktasıdır ("bakmak" veya "hedef" noktası):

translate(-P)

rotate horizontal
rotate vertical

translate(P)

Ben kullandım ve güzel.

Kaynak sister-site stackoverflow adresinde bulundu: /programming/287655/opengl-rotating-a-camera-around-a-point