現在の向き (クォータニオン) と現在の位置を使用して、カメラのビュー マトリックスを作成しています。
void Camera::updateViewMatrix()
{
view = glm::gtx::quaternion::toMat4(orientation);
// Include rotation (Free Look Camera)
view[3][0] = -glm::dot(glm::vec3(view[0][0], view[0][1], view[0][2]), position);
view[3][1] = -glm::dot(glm::vec3(view[1][0], view[1][1], view[1][2]), position);
view[3][2] = -glm::dot(glm::vec3(view[2][0], view[2][1], view[2][2]), position);
// Ignore rotation (FPS Camera)
//view[3][0] = -position.x;
//view[3][1] = -position.y;
//view[3][2] = -position.z;
view[3][3] = 1.0f;
}
クォータニオンからマトリックスへの計算が正しい答えを与えているとは思えないという点で、これには問題があります。カメラの移動は期待どおりに機能しますが、回転すると正しく動作しません。
現在のマウスの位置と画面の中心との差を利用してカメラを回転させています (フレームごとにマウスの位置をリセットします)
int xPos;
int yPos;
glfwGetMousePos(&xPos, &yPos);
int centreX = 800 / 2;
int centreY = 600 / 2;
rotate(xPos - centreX, yPos - centreY);
// Reset mouse position for next frame
glfwSetMousePos(800 / 2, 600 / 2);
回転はこのメソッドで行われます
void Camera::rotate(float yawDegrees, float pitchDegrees)
{
// Apply rotation speed to the rotation
yawDegrees *= lookSensitivity;
pitchDegrees *= lookSensitivity;
if (isLookInverted)
{
pitchDegrees = -pitchDegrees;
}
pitchAccum += pitchDegrees;
// Stop the camera from looking any higher than 90 degrees
if (pitchAccum > 90.0f)
{
//pitchDegrees = 90.0f - (pitchAccum - pitchDegrees);
pitchAccum = 90.0f;
}
// Stop the camera from looking any lower than 90 degrees
if (pitchAccum < -90.0f)
{
//pitchDegrees = -90.0f - (pitchAccum - pitchDegrees);
pitchAccum = -90.0f;
}
yawAccum += yawDegrees;
if (yawAccum > 360.0f)
{
yawAccum -= 360.0f;
}
if (yawAccum < -360.0f)
{
yawAccum += 360.0f;
}
float yaw = yawDegrees * DEG2RAD;
float pitch = pitchDegrees * DEG2RAD;
glm::quat rotation;
// Rotate the camera about the world Y axis (if mouse has moved in any x direction)
rotation = glm::gtx::quaternion::angleAxis(yaw, 0.0f, 1.0f, 0.0f);
// Concatenate quaterions
orientation = orientation * rotation;
// Rotate the camera about the world X axis (if mouse has moved in any y direction)
rotation = glm::gtx::quaternion::angleAxis(pitch, 1.0f, 0.0f, 0.0f);
// Concatenate quaternions
orientation = orientation * rotation;
}
正しい向きでクォータニオンを正しく連結していますか?
ピッチの累積にも問題があり、視界が±90度ではなく±5度に制限されます。その原因は何ですか？
編集：
範囲が[-90、90]になるように、ピッチ累積の問題を解決しました。glm は軸角度にベクトルではなく度を使用し、クォータニオン連結の乗算の順序が正しくないことが判明しました。
// Rotate the camera about the world Y axis
// N.B. 'angleAxis' method takes angle in degrees (not in radians)
rotation = glm::gtx::quaternion::angleAxis(yawDegrees, 0.0f, 1.0f, 0.0f);
// Concatenate quaterions ('*' operator concatenates)
// C#: Quaternion.Concatenate(ref rotation, ref orientation)
orientation = orientation * rotation;
// Rotate the camera about the world X axis
rotation = glm::gtx::quaternion::angleAxis(pitchDegrees, 1.0f, 0.0f, 0.0f);
// Concatenate quaterions ('*' operator concatenates)
// C#: Quaternion.Concatenate(ref orientation, ref rotation)
orientation = rotation * orientation;
残っている問題は、ビュー マトリックスの回転によって、描画されたオブジェクトが回転しているように見え、通常の FPS カメラのように見えないことです。
問題を説明するために、YouTube にビデオをアップロードしました。マウスを動かしてカメラの向きを変更しましたが、代わりに三角形が回転しているように見えます。
編集2：
void Camera::rotate(float yawDegrees, float pitchDegrees)
{
// Apply rotation speed to the rotation
yawDegrees *= lookSensitivity;
pitchDegrees *= lookSensitivity;
if (isLookInverted)
{
pitchDegrees = -pitchDegrees;
}
pitchAccum += pitchDegrees;
// Stop the camera from looking any higher than 90 degrees
if (pitchAccum > 90.0f)
{
pitchDegrees = 90.0f - (pitchAccum - pitchDegrees);
pitchAccum = 90.0f;
}
// Stop the camera from looking any lower than 90 degrees
else if (pitchAccum < -90.0f)
{
pitchDegrees = -90.0f - (pitchAccum - pitchDegrees);
pitchAccum = -90.0f;
}
// 'pitchAccum' range is [-90, 90]
//printf("pitchAccum %f \n", pitchAccum);
yawAccum += yawDegrees;
if (yawAccum > 360.0f)
{
yawAccum -= 360.0f;
}
else if (yawAccum < -360.0f)
{
yawAccum += 360.0f;
}
orientation =
glm::gtx::quaternion::angleAxis(pitchAccum, 1.0f, 0.0f, 0.0f) *
glm::gtx::quaternion::angleAxis(yawAccum, 0.0f, 1.0f, 0.0f);
}
EDIT3：
次の乗算順序により、カメラは独自の軸を中心に回転しますが、間違った方向を向くことができます。
glm::mat4 translation;
translation = glm::translate(translation, position);
view = glm::gtx::quaternion::toMat4(orientation) * translation;
EDIT4：
以下が機能します（回転後の位置に基づいて平行移動行列を適用します）
// Rotation
view = glm::gtx::quaternion::toMat4(orientation);
// Translation
glm::mat4 translation;
translation = glm::translate(translation, -position);
view *= translation;
ただし、各方向軸でドット積を機能させることはできません
// Rotation
view = glm::gtx::quaternion::toMat4(orientation);
glm::vec3 p(
glm::dot(glm::vec3(view[0][0], view[0][1], view[0][2]), position),
glm::dot(glm::vec3(view[1][0], view[1][1], view[1][2]), position),
glm::dot(glm::vec3(view[2][0], view[2][1], view[2][2]), position)
);
// Translation
glm::mat4 translation;
translation = glm::translate(translation, -p);
view *= translation;