改变相机方向而不影响其位置答案

【问题标题】：Changing camera direction without affecting its location改变相机方向而不影响其位置
【发布时间】：2014-06-01 13:15:32
【问题描述】：

我正在根据鼠标移动和按下的按钮更改相机位置和方向。

为了根据方向将相机向前移动 5 个单位（例如），我使用以下代码：

float mview[16];
glGetFloatv(GL_MODELVIEW_MATRIX, mview);
translate_forward_camera += 5; //I have translate_right_camera and 
                               //translate_up_camera variables too
glLoadIdentity();
glTranslatef(0, 0, 5);
glMultMatrixf(mview);

与向两侧移动相同。

但是，我不知道如何在不改变其位置的情况下改变相机的方向。我在（0,0,0）处围绕自身旋转相机。之前的 y 、x 旋转角度为：

old_x_ang, old_y_ang

新的 y ， x 旋转角度（我需要使用这个角度在 (0,0,0) 处旋转相机）是：

x_ang, y_ang

如果我使用下面的代码，摄像头位置会改变：

glLoadIdentity();
glTranslatef(translate_right_camera,translate_up_camera,translate_forward_camera);
glRotatef(x_ang,1,0,0);
glRotatef(y_ang,0,1,0);

如何在不改变位置的情况下旋转相机？

【问题讨论】：

标签： opengl camera rotation

【解决方案1】：

在典型情况下，一个视图矩阵可以分解为两个独立的变换：

定义相机位置的翻译 T，以及
定义相机方向的旋转 R

您可能从世界空间中的对象放置中了解到，您通常首先（围绕对象的原点）旋转，然后将对象平移到世界空间中的最终位置。由于固定函数 GL 变换使用矩阵 * 列向量约定，因此您必须将操作定义为 T * R 以获得先旋转后平移的效果。

这就是你在这里所做的。它不起作用。原因是视图矩阵不会将相机放置在世界中，而是将顶点从世界空间转换到视图空间的顶点变换的一部分 - 因此，视图矩阵是那个的 inverse .通常对于矩阵，您会得到 (A*B)^-1 = B^-1 * A^-1。

所以这意味着在我们的例子中，T 是相机世界位置的倒数，而 R 是反向旋转，你必须应用 R * T。这也是完全有意义的，因为 T 将顶点转换为视图空间，其中原点是相机位置，然后您围绕该本地原点旋转以旋转相机而不改变其位置。因此，您所要做的就是将 glTranslate() 调用切换到转换序列的末尾。

我通常会建议您停止使用 GL 矩阵堆栈，不仅因为它已被弃用并且在现代 GL 中不可用，而且还因为从 GL 中读取回矩阵的效率非常低。

【讨论】：

【解决方案2】：

先旋转，再平移。通常你想先缩放，然后旋转，然后平移——以相反的顺序。对于 ModelViewProjection 矩阵，它通常如下所示：

MVP = ProjectionViewMatrix * translationMatrix * rotationMatrix * scaleMatrix;

【讨论】：