点看点

Question

所以我在 3D 中有一个点 space，并且我在 3D 中有相机的位置和旋转 space。

所以基本上对象上有Vector3。相机 Vector3 和 Quaternion.

我需要了解如何看待这一点。

我想告诉用户如何移动到那个点。用户应该将相机向左、向右还是向后？

Answer 1

一种方法是计算相机当前面向的方向作为偏航角（如罗盘航向），并计算它需要面向的方向才能注视该点。

将一个减去另一个并调整结果，使其在-180 到180 度（或-pi 到pi 弧度）的范围内，然后根据符号告诉用户向左转或向右转。如果绝对值超过 120 度（或某个可配置的值），则告诉他们它在他们后面。

要找到相机的当前航向，将向量 (0, 0, 1) 通过四元数变换得到前向向量，然后使用 atan2(forward.z, forward.x).

计算航向

要计算观察该点所需的航向，从该点减去当前相机位置以获得所需的前向矢量，然后传递给atan：

Vector3 desired_forward = point - camera_pos;
float desired_heading = atan2(desired_forward.z, desired_forward.x);

然后找到需要的旋转：

float rotation_needed = desired_heading - heading;
if(rotation_needed > Math.PI)
    rotation_needed -= 2 * Math.PI;
if(rotation_needed < -Math.PI)
    rotation_needed += 2 * Math.PI;

现在告诉用户根据需要旋转的符号向左或向右旋转。

如果想做lookup/down，可以先计算XZ平面前向矢量的长度，再用atan2计算一个俯仰角：

float xzLength = sqrt(forward.x * forward.x + forward.z * forward.z);
float pitch_angle = atan2(forward.y, xzLength);

对所需的正向矢量执行相同的操作，并从所需的电流中减去电流。检查标志以告诉用户是向上看还是向下看。

有一些可能的并发症。例如，根据相机四元数是否指定从世界 space 到相机 space 或相反的变换，您可能需要否定计算的相机航向。

点看点

Point look at Point

algorithm

vector

3d

quaternions

google-project-tango