将相机移动到场景中的特定点（旋转/平移时） - OpenGL ES 2

Question

我想知道如何将相机移动到场景中的特定点，即使我已经在所有三个维度上进行了旋转、平移和缩放。对于点 P (x,y,z)，我显然不能使用 translate(x,y,z) - 如果我这样做，我会以完全不同的点结束。

我有一栋有楼层和房间的建筑。我想要两个不同的相机视角。第一个是鸟眼，我可以从顶部看到一个特定的位置。它应该类似于：

第二个是 3 维的，我的相机具有特定值（但恒定，例如 30°），我正在寻找重点（我想选择我的“x”旋转这里）。如下图所示，第二个相机视图应该是这样的：

就像我说的那样，我不知道如何将相机移动到特定位置，因为旋转/平移后的值完全不同。除此之外，我不确定我是否在考虑正确的方法。

我的整个平移/旋转/缩放仅与模型有关。我没有更改查看方法中的任何内容。我正在使用以下方法来修改模型（通过触摸手势）：

             // translate to world position
             Matrix.setIdentityM(tmpMatrix, 0);
             Matrix.translateM(tmpMatrix, 0, translateX, translateY, translateZ);
             Matrix.multiplyMM(resMatrix, 0, tmpMatrix, 0, mModelMatrix, 0);
             System.arraycopy(resMatrix, 0, mModelMatrix, 0, 16);

            // rotate around center
            Matrix.setIdentityM(tmpMatrix, 0);
            if (rotationX != 0)
                    Matrix.rotateM(tmpMatrix, 0, rotationX, 1.0f, 0.0f, 0.0f);
            if (rotationY != 0)
                    Matrix.rotateM(tmpMatrix, 0, rotationY, 0.0f, 1.0f, 0.0f);
            if (rotationZ != 0)
                    Matrix.rotateM(tmpMatrix, 0, rotationZ, 0.0f, 0.0f, 1.0f);

            Matrix.multiplyMM(resMatrix, 0, tmpMatrix, 0, mModelMatrix, 0);
            System.arraycopy(resMatrix, 0, mModelMatrix, 0, 16);
             
            // scale down
            Matrix.setIdentityM(tmpMatrix, 0);
            Matrix.scaleM(tmpMatrix, 0, r * s, r * s, r * s);
            Matrix.multiplyMM(resMatrix, 0, tmpMatrix, 0, mModelMatrix, 0);
            System.arraycopy(resMatrix, 0, mModelMatrix, 0, 16);


*
             * Set the camera position (View matrix)
             */
            Matrix.setLookAtM(mViewMatrix, offset, eyeX, eyeY, eyeZ,
                              centerX, centerY, centerZ, upX, upY, upZ);
            
            /*
             * combine the model with the view matrix
             */
            Matrix.multiplyMM(mMVMatrix, 0, mViewMatrix, 0, mModelMatrix, 0);

            /*
             * this projection matrix is applied to object coordinates in the
             * onDrawFrame() method
             */
            Matrix.frustumM(mProjectionMatrix, 0, -ratio, ratio, 1, -1,
                           nearPlaneDistance, farPlaneDistance);

            /*
             * Calculate the projection and view transformation
             */
            float[] mMVPMatrix = new float[16];
            Matrix.multiplyMM(mMVPMatrix, 0, mProjectionMatrix, 0, mMVMatrix, 0);

            /*
             * all the drawing stuff inside the model-object (otherwise
             * translation/rotation wouldn't affect every object)
             */
            model3d.draw(mMVPMatrix);

我还负责在模型旋转时平移 x、y、z（例如，模型旋转 90° - 当我向左滑动时，对象仍应向左移动）。这是由我的 onTouchEvent-Helper 管理的：

 position.add(touchManager.moveDelta(0).rotate(-angle));

我的整个源代码都是开源的，you could have a look into github.

问题

无论我当前的旋转/位置如何，如何将相机平移和旋转到特定点（具有特定距离/角度）？有没有好的文献？有什么好的开源项目我可以看看吗？ GitHub 上的资源真的很少见……

我应该使用“lookAt”方法还是必须对模型进行某种平移/旋转？或者我应该改变我的眼睛和中心？

编辑：假设我不自己翻译我的模型（我将禁用用户翻译）。我想看一个特定的点 p (x,y,z) - 无论我如何旋转和缩放我的模型，我总是想看这个点 p！ - 我该怎么做呢？我必须翻译我的模型吗？我必须改变我的眼睛或中心吗？

Answer 1

如果您希望相机的方向和到点的距离保持不变，如果您知道围绕 y 和俯仰轴的角度，您可以设置 3D 距离（x、y 和 z 中的距离轴）从标量距离d：

Vector3 dist   = Vector3 (    d * sin(yawAngle) * fabs(cos(pitchRollAngle)),
                              d * sin(pitchRollAngle),
                              d * cos(yawAngle) * fabs(cos(pitchRollAngle))    );

yawAngle 的值可以从 -π 到 π，而 pitchRollAngle 的值可以从 -π / 2.0f 到 π / 2.0f。因此，您可以将 eyePt 向量定义为：

Vector3 eyePt  = Vector3 (    pnt.x - dist.x,
                              pnt.y - dist.y,
                              pnt.z - dist.z    );

其中pnt向量是点的位置。然后，您以这种方式设置 lookAt 向量：

Vector3 lookAt = pnt;

最后，上向量为：

Vector3 up     = Vector3 (    0.0f,    1.0f,    0.0f    );

我希望这会对你有所帮助。对不起，我的英语很差。