使用 gluLookAt() 的 OpenGL FPS 相机

Question

所以，我正在尝试创建一个 FPS 风格的相机来探索我的场景，它似乎工作正常。目前无法更改相机的俯仰角。我正在尝试创建一个函数，允许我将相机设置为一些预定义的视点，但是在使用 setPosition() 函数将相机设置为新视点后尝试旋转相机时，我遇到的不是位置而是方向的跳跃第一次按下旋转按钮时。

这是我的相机类实现。

Camera::Camera(void)
{
    angleX = 0.0;
    angleY = 0.0;
    directionX = 0.0;
    directionZ = -5.0;
    directionY = 0.0;
    xPos = 0.0;
    zPos = 1.0;
    yPos = 2.0;
}

void Camera::setPosition(float xDir, float yDir, float zDir, float posX, float posZ, float posY)
{
    directionX = xDir;
    directionZ = zDir;
    directionY = yDir;
    xPos = posX;
    zPos = posZ;
    yPos = posY;
}

Camera::~Camera(void)
{
}

以下是我的特殊按键回调函数，省略了相机移动以外的功能。

void specialKeys(int key, int xx, int yy)
{
    float fraction = 0.3f;

    switch(key)
    {
        // Camera Controls
        case GLUT_KEY_LEFT:
            camera.angleY -= 0.05f;
            camera.directionX = sin(camera.angleY);
            camera.directionZ = -cos(camera.angleY);
            break;
        case GLUT_KEY_RIGHT:
            camera.angleY += 0.05f;
            camera.directionX = sin(camera.angleY);
            camera.directionZ = -cos(camera.angleY);
            break;
        case GLUT_KEY_UP:
            camera.xPos += camera.directionX * fraction;
            camera.zPos += camera.directionZ * fraction;
            camera.yPos += camera.directionY * fraction;
            break;
        case GLUT_KEY_DOWN:
            camera.xPos -= camera.directionX * fraction;
            camera.zPos -= camera.directionZ * fraction;
            camera.yPos -= camera.directionY * fraction;
            break;
       }
}

然后显示回调函数使用 gluLookAt 具有以下代码：

glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
    glLoadIdentity();
    gluLookAt(camera.xPos, camera.yPos, camera.zPos, camera.xPos+camera.directionX, camera.yPos+camera.directionY, camera.zPos+camera.directionZ, 0, 1, 0);

我不明白为什么会遇到这个问题。我相信这与设置相机和用于旋转它的数学之间的相互作用有关。谁能看到如何防止这种方向跳跃？

我在一个键盘回调函数中设置相机位置，代码如下：

    if(key == '1') // Default View
        camera = Camera();
    if(key == '2') // Ferris Wheel View
        camera.setPosition(-0.8, 0.0, -0.6, 3.6, 3.6, 6.5);
    if(key == '3') // Fountain Water View
        camera.setPosition(0.9, 0.0, -0.4, -0.59, -6.4, 0.6);

Answer 1

跳转是因为你是如何初始化你的 directionZ 变量的，看看：

   angleX = 0.0;
   angleY = 0.0;
   directionX = 0.0;
   directionZ = -5.0;
   directionY = 0.0;

但稍后你将 directionX 和 directionZ 定义为：

camera.directionX = sin(camera.angleY);
camera.directionZ = -cos(camera.angleY);

cos 以区间 [-1, 1] 为界，由于 angleY 为 0.0f，directionZ 将设置为 -1。如果您将初始化代码更改为设置directionZ = -1.0;，您应该摆脱跳转。

不要明确设置方向。这是一个设置角度并从该角度计算方向的示例：

void Camera::setPosition(float angle, float posX, float posZ, float posY)
{
    xPos = posX;
    zPos = posZ;
    yPos = posY;

    //compute instead of set based on angle
    angleY = angle;
    camera.directionX = sin(angleY);
    camera.directionZ = -cos(angleY);
}