Блог

Я пытаюсь реализовать камеру в стиле arcball. Я использую glm::LookAt, чтобы держать камеру направленной на цель, а затем перемещать ее по поверхности сферы, используя углы азимута / наклона для поворота вида.

Я столкнулся с проблемой, из-за которой вид переворачивается с ног на голову, когда азимут приближается к 90 градусам.

Вот соответствующий код:

1. Получить проекцию и просмотреть графики. Выполняется в основном цикле

    void Visual::updateModelViewProjection()
   {
       model = glm::mat4();
       projection = glm::mat4();
       view = glm::mat4();
   
       projection = glm::perspective
           (
           (float)glm::radians(camera.Zoom),
           (float)width / height, // aspect ratio
           0.1f, // near clipping plane
           10000.0f // far clipping plane
           );
   
       view = glm::lookAt(camera.Position, camera.Target, camera.Up);
   }
     

2. Событие перемещения мыши для поворота камеры

    void Visual::cursor_position_callback(GLFWwindow* window, double xpos, double ypos)
   {
       if (leftMousePressed)
       {
          ...
       }
   
       if (rightMousePressed)
       {
           GLfloat xoffset = (xpos - cursorPrevX) / 4.0;
           GLfloat yoffset = (cursorPrevY - ypos) / 4.0;
   
           camera.inclination  = yoffset;
           camera.azimuth -= xoffset;
           if (camera.inclination > 89.0f)
               camera.inclination = 89.0f;
           if (camera.inclination < 1.0f)
               camera.inclination = 1.0f;
   
           if (camera.azimuth > 359.0f)
               camera.azimuth = 359.0f;
           if (camera.azimuth < 1.0f)
               camera.azimuth = 1.0f;
   
           float radius = glm::distance(camera.Position, camera.Target);
           camera.Position[0] = camera.Target[0]   radius * cos(glm::radians(camera.azimuth)) * sin(glm::radians(camera.inclination));
           camera.Position[1] = camera.Target[1]   radius * sin(glm::radians(camera.azimuth)) * sin(glm::radians(camera.inclination));
           camera.Position[2] = camera.Target[2]   radius * cos(glm::radians(camera.inclination));
   
           camera.updateCameraVectors();
       }
   
       cursorPrevX = xpos;
       cursorPrevY = ypos;
   }
     

3. Вычисление векторов ориентации камеры

    void updateCameraVectors()
   {
       Front = glm::normalize(Target-Position);
       Right = glm::rotate(glm::normalize(glm::cross(Front, {0.0, 1.0, 0.0})), glm::radians(90.0f), Front);
       Up = glm::normalize(glm::cross(Front, Right));
   }
     

Я почти уверен, что это связано с тем, как я вычисляю правильный вектор моей камеры, но я не могу понять, как это компенсировать.

Кто-нибудь сталкивался с этим раньше? Есть предложения?

Это распространенная ошибка — использовать lookAt для поворота камеры. Вы не должны. Направления назад / вправо / вверх являются столбцами вашей матрицы просмотра. Если они у вас уже есть, то вам даже не нужны lookAt , что пытается переделать некоторые ваши вычисления. С другой стороны, lookAt это не поможет вам в поиске этих векторов в первую очередь.

Вместо этого сначала создайте матрицу просмотра как композицию перемещений и поворотов, а затем извлеките эти векторы из ее столбцов:

 void Visual::cursor_position_callback(GLFWwindow* window, double xpos, double ypos)
{
    ...
    if (rightMousePressed)
    {
        GLfloat xoffset = (xpos - cursorPrevX) / 4.0;
        GLfloat yoffset = (cursorPrevY - ypos) / 4.0;

        camera.inclination = std::clamp(camera.inclination   yoffset, -90.f, 90.f);
        camera.azimuth = fmodf(camera.azimuth   xoffset, 360.f);

        view = glm::mat4();
        view = glm::translate(view, glm::vec3(0.f, 0.f, camera.radius)); // add camera.radius to control the distance-from-target
        view = glm::rotate(view, glm::radians(camera.inclination   90.f), glm::vec3(1.f,0.f,0.f));
        view = glm::rotate(view, glm::radians(camera.azimuth), glm::vec3(0.f,0.f,1.f));
        view = glm::translate(view, camera.Target);

        camera.Right = glm::column(view, 0);
        camera.Up = glm::column(view, 1);
        camera.Front = -glm::column(view, 2); // minus because OpenGL camera looks towards negative Z.
        camera.Position = glm::column(view, 3);

        view = glm::inverse(view);
    }
    ...
}
  

Затем удалите код, который вычисляет вид и векторы направления из updateModelViewProjection и updateCameraVectors .

Отказ от ответственности: этот код не тестировался. Возможно, вам потребуется где-то исправить знак минус, порядок операций или соглашения могут не совпадать (Z — вверх или Y — вверх и т.д.).