如何从视图矩阵确定相机位置？

Question

对于个人项目，我使用尽可能少的库在 python 中创建了一个简单的 3D 引擎。我做了我想做的事——我能够渲染简单的多边形，并且有一个可移动的相机。但是，有一个问题：

我实现了一个简单的平面着色器，但为了让它工作，我需要知道相机的位置（相机是我的光源）。但是，问题是我无法知道相机在世界空间中的位置。在任何时候，我都可以显示我的视图矩阵，但我不确定如何从中提取相机的位置，尤其是在我旋转相机之后。这是我的引擎与视图矩阵的屏幕截图。相机尚未旋转，提取其位置（0、1、4）非常简单。

但是，在将相机移动到 X 轴和 Z 轴之间的点并将其指向上方（并保持相同高度）时，视图矩阵会变为：

现在很明显，不能直接取最后一列来确定相机位置（它应该是最后一张图片上的（4,1,4）之类的东西）。

我已经尝试了很多数学运算，但我无法弄清楚从视图矩阵中确定相机 x、y、z 位置的方法。我将感谢解决此问题的任何和所有帮助，因为这似乎是一个简单的问题，但我的解决方案却让我望而却步。谢谢。

编辑： 有人建议我通过我的视图矩阵转换一个顶点 (0,0,0,1)。但是，这不起作用。看例子（顶点显然不在打印的坐标处）：

Answer 1

只需将向量(0,0,0,1) 与模型视图矩阵进行变换即可：这只是模型视图矩阵的最右列。

编辑：@ampersander：如果您假设照明源位于相机的位置，我想知道为什么您首先要尝试使用相机位置。在这种情况下，请注意，在 OpenGL 中没有相机之类的东西，事实上，“视图”变换所做的是移动世界上的所有东西，以便您假设相机的位置结束在坐标原点（0,0,0）。

或者换句话说：在模型视图变换之后，变换后的顶点位置实际上是在视图空间中从相机到顶点的向量。这意味着对于您假设的照明计算，朝向光源的方向是负顶点位置。将其归一化为单位长度并将其粘贴到光照项中。