关于 LookAt() 函数

Question

我需要实现一个四元数来旋转相机。在实现四元数之前，我使用 LookAt(&eye, &at, &up) 来表示相机坐标（vpn, vup, ...）。

vec3 eye = vec3(0.0,0.0,-10.0);
vec3 to = vec3(0.0,0.0,0.0); // initial
vec3 up = vec3(0.0,1.0,0.0);

vec3 d = to - eye;

在显示回调时。

        m = LookAt(eye,to,up);

        glUniformMatrix4fv(ModelView,1,GL_TRUE,m);

并添加一个旋转（它仍然是欧几里得旋转，和键盘交互）

        case 'a':
                temp = RotateX(1.0) * vec4(d,0);
                temp1 = RotateX(1.0) * vec4(up,0);
                d = vec3(temp.x, temp.y, temp.z);
                up = vec3(temp1.x, temp1.y, temp1.z);
                eye = to - d;
                break;
        case 'd':
                temp = RotateY(1.0) * vec4(d,0);
                temp1 = RotateY(1.0) * vec4(up,0);
                d = vec3(temp.x, temp.y, temp.z);
                up = vec3(temp1.x, temp1.y, temp1.z);
                eye = to - d;
                break;

所以我的问题是，LookAt 功能只是使相机坐标？是否有任何旋转矩阵来使相机坐标？如您所见，我通过使用 LookAt 中没有的一些旋转来旋转我的相机，我将使用四元数进行旋转。但是 LookAt() 使用了一些旋转，我将实现 LookAt 的四元数版本以避免云台锁定

Answer 1

LookAt 所做的只是平移 T（因此新原点位于 eye 点），然后是旋转 R。旋转是通过从 3 个向量（由 eye 向量定义的方向）构建正交基来定义的居中，直接指定的上向量和定义为垂直于两者的右向量）。 LookAt 产生的最终变压器是 R*T。

如果您正确指定输入向量，您可以使用 LookAt 而不会出现任何万向节锁定问题，但您也可以通过位置向量（定义 T）和方向四元数（定义 R）来描述您的相机，而不必使用看看。