LookAt (glm) returns 翻译错误的 z 值

Question

您好，我对 glm lookAt 函数的返回值有疑问。当我在调试模式下执行时，我得到了这一点 ... Result[3][2] = dot(f, eye); ... 的 glm 函数在矩阵的平移 z 位置中有错误的值。该值为-2，这表明前向矢量和眼睛矢量处于相反的位置。我的眼睛、中心和向上矢量是眼睛 (0,0,2)、中心 (0,0,-1) 和向上 (0,1,0)。凸轮坐标向量是：f(0,0,-1)、s(1,0,0) 和 u(0,1,0)。用户看到的有利位置是 (0,0,0)。所以右视图矩阵应该是这个：

1 0 0 0
0 1 0 0
0 0 1 0
0 0 0 1

但我得到了这个：

1 -0 0 -0
-0 1 -0 -0
0 0 1 -2
0 0 0 1

我的代码是：

struct camera {
vec3 position = vec3(0.0f);         // position of the camera
vec3 view_direction = vec3(0.0f);   // forward vector (orientation)
vec3 side = vec3(0.0f);             // right vector (side)
vec3 up = vec3(0.0f, 1.0f, 0.0f);   // up vector
float speed = 0.1;
float yaw = 0.0f;                   // y-rotation
float cam_yaw_speed = 10.0f;        // 10 degrees per second
float pitch = 0.0f;                 // x-rotation
float roll = 0.0f;      

...
// calculate the orientation vector (forward) 
vec3 getOrientation(vec3 vantage_point) {
    // calc the difference and normalize the resulting vector
    vec3 result = vantage_point - position;
    result = normalize(result);
    return result;
}

// calculate the right (side) vector of the camera, by given orientation(forward) and up vectors
mat4 look_at_point(vec3 vantage_point) {
    view_direction = getOrientation(vantage_point);

    // calculate the lookat matrix
    return lookAt(position, position + view_direction, up);
}
};

我试图弄清楚如何解决这个问题，但我仍然不知道。有人可以帮助我吗？

我执行 main_cam.look_at_point(vantage_point) 函数的主要函数如下所示：

...
GLfloat points[] = {
0.0f, 0.5f, 0.0f,
0.5f,  0.0f, 0.0f,
-0.5f, 0.0f, 0.0f };

float speed = 1.0f; // move at 1 unit per second

float last_position = 0.0f;

// init camera
main_cam.position = vec3(0.0f, 0.0f, 2.0f);         // don't start at zero, or will be too close
main_cam.speed = 1.0f;                              // 1 unit per second
main_cam.cam_yaw_speed = 10.0f;                     // 10 degrees per second
vec3 vantage_point = vec3(0.0f, 0.0f, 0.0f);

mat4 T = translate(mat4(1.0), main_cam.position);
//mat4 R = rotate(mat4(), -main_cam.yaw, vec3(0.0, 1.0, 0.0));
mat4 R = main_cam.look_at_point(vantage_point);
mat4 view_matrix = R * T;

// input variables
float near = 0.1f;      // clipping plane
float far = 100.0f;     // clipping plane
float fov = 67.0f * ONE_DEG_IN_RAD; // convert 67 degrees to radians
float aspect = (float)g_gl_width / (float)g_gl_height;  // aspect ratio

mat4 proj_matrix = perspective(fov, aspect, near, far);

use_shader_program(shader_program);
set_uniform_matrix4fv(shader_program, "view", 1, GL_FALSE, &view_matrix[0][0]);
set_uniform_matrix4fv(shader_program, "proj", 1, GL_FALSE, &proj_matrix[0][0]);
...

用glm的旋转功能测试，三角形显示正确。

Triangle shown with the rotate function of glm

Answer 1

我怀疑问题出在这里：

mat4 view_matrix = R * T; // <---

lookAt 返回的矩阵已经进行了翻译。

尝试在三角形内部的 (0,0,0) 点上手动应用变换。 T 会将其转换为 (0,0,2)，但现在它与相机重合，因此 R 会将其发送回 (0,0,0)。现在你在投影除法中得到了零意外除法。

所以去掉乘以T:

mat4 view_matrix = R;

现在 (0,0,0) 将被映射到 (0,0,-2)，也就是相机正在看的方向。（在相机 space 中，投影中心位于 (0,0,0) 并且相机朝向负 Z 方向）。

编辑： 我想指出从 vantage_point 计算 view_direction 然后将 position + view_direction 送回 lookAt 是实现目标的一种相当人为的方式。您在 getOrientation 函数中所做的就是 lookAt 内部已经做的事情。相反，您可以从 lookAt:

的结果中获取 view_direction

mat4 look_at_point(vec3 vantage_point) {
    // calculate the lookat matrix
    mat4 M = lookAt(position, vantage_point, up);
    view_direction = -vec3(M[2][0], M[2][1], M[2][2]);
    return M;
}

但是，考虑到您最终要尝试实现 yaw/pitch/roll 相机控制，您是 better off to not using lookAt at all。

LookAt (glm) returns 翻译错误的 z 值

LookAt (glm) returns wrong translate z-value

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