OpenGL:当我移动相机时，它会向侧面倾斜

OpenGL: Camera tilts sideways when I move it

本文关键字：向侧面 倾斜 相机 移动 OpenGL      更新时间：2023-10-16

我正在尝试在OpenGL中自己实现一个相机(我使用glfw和gml(。 至于现在，我没有任何课程。我稍后会创建它。因此，这是我对相机运动进行编码的尝试;它适用于简单的鼠标移动，但除此之外，相机会侧向倾斜。我仍然是OpenGL的新手，所以我没有太多要展示的内容，但这里有说明我的问题：https://i.stack.imgur.com/7YK5t.jpg

我有几个(目前是全局的(变量：

float lastX = 0.0f, lastY = 0.0f, yaw = 0.0f, pitch = 0.0f;
glm::vec3 cameraPos(0.0f, 0.0f, 3.0f);
glm::vec3 cameraUp(0.0f, 1.0f, 0.0f); // As a reminder, x points to the right, y points upwards and z points towards you
glm::vec3 cameraFront(0.0f, 0.0f, -1.0f);

有了这些，我可以通过这种方式创建一个视图矩阵：

glm::mat4 view;
view = glm::lookAt(cameraPos, cameraPos + cameraFront, cameraUp);

我希望能够在屏幕上垂直(偏航(和横向(俯仰(移动相机，即向上、向下、向右、向左移动。为此，适当地旋转 cameraFront 矢量和 cameraUp 矢量，然后使用更新的矢量更新视图矩阵就足够了。

我的光标位置回调如下所示：

glm::vec3 rotateAroundAxis(glm::vec3 toRotate, float angle, glm::vec3 axisDirection, glm::vec3 axisPoint) { // angle in radians
toRotate -= axisPoint;
glm::mat4 rotationMatrix(1.0f);
rotationMatrix = glm::rotate(rotationMatrix, angle, axisDirection);
glm::vec4 result = rotationMatrix*glm::vec4(toRotate, 1.0f);
toRotate = glm::vec3(result.x, result.y, result.z);
toRotate += axisPoint;
return toRotate;
}
void mouseCallback(GLFWwindow* window, double xpos, double ypos) {
const float maxPitch = float(M_PI) - float(M_PI) / 180.0f;
glm::vec3 cameraRight = -glm::cross(cameraUp, cameraFront);
float xOffset = xpos - lastX;
float yOffset = ypos - lastY;
lastX = xpos;
lastY = ypos;
float sensitivity = 0.0005f;
xOffset *= sensitivity;
yOffset *= sensitivity;
yaw += xOffset; // useless here
pitch += yOffset;
if (pitch > maxPitch) {
yOffset = 0.0f;
}
if (pitch < -maxPitch) {
yOffset = 0.0f;
}
cameraFront = rotateAroundAxis(cameraFront, -xOffset, cameraUp, cameraPos);
cameraFront = rotateAroundAxis(cameraFront, -yOffset, cameraRight, cameraPos);
cameraUp = rotateAroundAxis(cameraUp, -yOffset, cameraRight, cameraPos);
}

正如我所说，它适用于简单的上下左右相机移动，但是当我开始绕圈或像疯子一样移动鼠标时，相机开始纵向旋转(滚动(。

我试图强制 cameraRight.y = cameraPos.y，以便 cameraRight 矢量不会由于数值错误而向上/向下倾斜，但它不能解决问题。我还尝试添加一个(全局(cameraRight矢量来跟踪它，而不是每次都计算它，因此函数的结尾如下所示：

cameraFront = rotateAroundAxis(cameraFront, -xOffset, cameraUp, cameraPos);
cameraRight = rotateAroundAxis(cameraRight, -xOffset, cameraUp, cameraPos);
cameraFront = rotateAroundAxis(cameraFront, -yOffset, cameraRight, cameraPos);
cameraUp = rotateAroundAxis(cameraUp, -yOffset, cameraRight, cameraPos);

但这并不能解决问题。有什么建议吗？

似乎您的右侧有全局 X 轴，Y 轴深入屏幕，Z 轴向上。和你本地摄像头轴系统类似。 所需的行为是将相机旋转到
其当前位置，鼠标左右移动是围绕全局Z 旋转，向上 dowm 鼠标移动是围绕局部 X 旋转。围绕这些旋转进行一些思考，直到您很好地理解它们，以及为什么一个围绕全局而另一个围绕局部方向。想象一下，一个安全摄像头及其运动来可视化轴系统和旋转。

目标是获取用于定义视图转换的参数lookAt函数。

首先围绕局部X旋转。我们通过反转当前的视图矩阵将这个局部向量转换为全局轴系统，你称之为view

glm::vec3 currGlobalX = glm::normalize((glm::inverse(view) * glm::vec4(1.0, 0.0, 0.0, 0.0)).xyz);

我们不仅需要旋转cameraUp向量，还需要旋转全局坐标中定义的current target，即所谓的cameraPos + cameraFront：

cameraUp = rotateAroundAxis(cameraUp, -yOffset, currGlobalX, glm::vec3(0.0f, 0.0f, 0.0f)); //vector, not needed to translate
cameraUp = glm::normalize(cameraUp);
currenTarget = rotateAroundAxis(currenTarget, -yOffset, currGlobalX, cameraPos); //point, need translation

现在绕全局 Z 轴旋转

cameraUp = rotateAroundAxis(cameraUp, -xOffset, glm::vec3(0.0f, 0.0f, 1.0f), glm::vec3(0.0f, 0.0f, 0.0f)); //vector, not needed to translate
cameraUp = glm::normalize(cameraUp);
currenTarget = rotateAroundAxis(currenTarget, -xOffset, glm::vec3(0.0f, 0.0f, 1.0f), cameraPos); //point, need translation

最后，更新view：

view = glm::lookAt(cameraPos, currenTarget, cameraUp);
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