绝对比例 - 旋转比例矢量

Question

需要获取 object 的全局绝对比例才能用 OpenGL 显示它。当我只乘以 parents 和 children 的比例向量时，我得到了世界轴 space 的绝对比例。当我旋转 object 时，它沿全局轴缩放，而不是局部轴。

我决定我也需要旋转比例矢量。但是：

当我试图用方向向量旋转它时 - 它的值有时会变成 0，并且也会缩放。
```
{ scale.x * forward.x , scale.y * forward.y , scale.z * forward.z }
```

当我试图用 glm::rotate 旋转它时，它会产生意想不到的结果，例如无限 rotating/scaling、扳手和其他网格效果。

auto globalScale = glm::vec3(scale.x, scale.y, scale.z);
globalScale = glm::rotate(globalScale, rotation.x, {1,0,0});
globalScale = glm::rotate(globalScale, rotation.y, {0,1,0});
globalScale = glm::rotate(globalScale, rotation.z, {0,0,1});

我的渲染代码：

void Render(Material *mat, Transform* tr){

    glEnable(GL_COLOR_MATERIAL);
    glEnable (GL_LIGHTING);
    glEnable (GL_LIGHT0);

    // Get object transformations
    Vector3 pos = tr->globalPosition();
    Vector3 rot = tr->globalRotation();
    Vector3 scale = (tr->globalScale());
    auto globalScale = glm::vec3(scale.x, scale.y, scale.z);

    // First, scaling, then rotating, then translating in world space
    // ( Initially all objects rendering starts at (0,0,0) )
    glScaled(globalScale.x, globalScale.y, globalScale.z);
    glRotatef(rot.x, 1.0, 0.0, 0.0);
    glRotatef(rot.y, 0.0, 1.0, 0.0);
    glRotatef(rot.z, 0.0, 0.0, 1.0);
    glTranslated(pos.x, pos.y, pos.z);

    // Rendering 

    glEnableClientState(GL_VERTEX_ARRAY);
    glEnableClientState(GL_NORMAL_ARRAY);
    glEnableClientState(GL_TEXTURE_COORD_ARRAY);

    glVertexPointer(3,GL_FLOAT,0,vertexArray);
    glNormalPointer(GL_FLOAT,0,normalArray);

    glClientActiveTexture(GL_TEXTURE0_ARB);
    glTexCoordPointer(2,GL_FLOAT,0,uvArray);

    glDrawArrays(GL_TRIANGLES,0,numVerts);
    glDisableClientState(GL_VERTEX_ARRAY);
    glDisableClientState(GL_NORMAL_ARRAY);
    glDisableClientState(GL_TEXTURE_COORD_ARRAY);

    // Rolling transformations back

    glTranslated(-pos.x, -pos.y, -pos.z);
    glRotated(-rot.z, 0.0, 0.0, 1.0);
    glRotated(-rot.y, 0.0, 1.0, 0.0);
    glRotated(-rot.x, 1.0, 0.0, 0.0);
    glScaled(1/globalScale.x, 1/globalScale.y, 1/globalScale.z);
}

渲染调用：

void RenderObject(GameObject* go){
    for(auto goc : go->children)
        goc->Update<MeshRenderer>();//RenderObject(goc);
}

void RenderScene(){
    auto scene = EditorInstance::GetSingleton()->currentScene;
    for(auto go : scene->hierarchy){
        RenderObject(go);
        if(auto mr = (go->GetComponent<Camera>())){
            mr->Update();
        }
    }
}

... render->setOnRender(RenderScene); ...

主要渲染方式：

int render()
{
#ifdef EDITOR
        glBindFramebufferEXT(GL_FRAMEBUFFER_EXT, fbo); // Bind our frame buffer for rendering
        glPushAttrib(GL_VIEWPORT_BIT | GL_ENABLE_BIT); // Push our glEnable and glViewport states
        DrawGrid(100);
#else
    if(NukeOGL::getSingleton() != this){
        glBindFramebufferEXT(GL_FRAMEBUFFER_EXT, fbo); // Bind our frame buffer for rendering
        glPushAttrib(GL_VIEWPORT_BIT | GL_ENABLE_BIT); // Push our glEnable and glViewport states
    }
#endif

    //glClearColor(0, 0, 0, 1.0);
    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
    glLoadIdentity ();

    gluLookAt(transform->position.x,
                      transform->position.y,
                      transform->position.z,
                      transform->position.x + transform->direction().x,
                      transform->position.y + transform->direction().y,
                      transform->position.z + transform->direction().z,
                      0.0,
                      1.0,
                      0.0);

    if(_onRender.size() > 0)
        for(auto _rn : _onRender){
            _rn();
        }

#ifdef EDITOR
    glPopAttrib(); // Restore our glEnable and glViewport states
    glBindFramebufferEXT(GL_FRAMEBUFFER_EXT, 0); // Unbind our texture
#else
    if(NukeOGL::getSingleton() != this){
        glPopAttrib(); // Restore our glEnable and glViewport states
        glBindFramebufferEXT(GL_FRAMEBUFFER_EXT, 0); // Unbind our texture
    }
#endif
    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);

    if(_onGUI.size() > 0)
        for(auto _rn : _onGUI){
            _rn();
        }

    glutSwapBuffers();
    //glutPostRedisplay();
    return 0;
}

我做错了什么？我应该怎么做才能使其从本地扩展到世界 space?

Answer 1

缩放和旋转是线性变换，它们的作用是相对于到坐标系原点的距离。您必须以正确的顺序和正确的来源应用它们。

我用二维的方式解释，这样更容易理解。
假设您有一个大小为 axb 的矩形，其中心位于 {cx,cy} 并且您想要缩放和旋转（按此顺序）。然后你先翻译成 {0,0} 然后缩放，然后旋转，然后再翻译回 {cx,cy}。由于每个变换都由一个矩阵定义，并且通常 OpenGL 矩阵是按列主顺序定义的，因此该对象的组合矩阵可能是：

MObj_i = MObj_i_trans(cx,cy) * MObj_i_rot(cangle, caxis) * MObj_i_sca(cfactor) * MObj_i_trans(-cx,-cy)

在对每个对象（每个对象都有自己的 center/scale/rotation）进行这些转换后，您需要 "global" 缩放和旋转。同样，您需要 scale/rotation:

的中心

MGlobal = MGlo_trans(gx,gy) * MGlo_rot(gangle, gaxis) * MGlo_sca(gfactor) * MGlo_trans(-gx,-gy)

通常世界中心是 `{0,0}' 这样您就可以避免平移：

MGlobal = MGlo_rot(gangle, gaxis) * MGlo_sca(gfactor)

好消息是变换可以组合成唯一矩阵。因此，对于每个对象，您应用矩阵：

MObjec_i = MGlobal * MObj_i

如果您使用 glm 进行这些数学计算，请不要忘记初始化一个 恒等矩阵:

glm::mat4 objScale(1.0);
objScale(objScale, vec3(fx, fy, fz));
glm::mat4 objRotate(1.0);
objRotate(objRotate, angle, vec3(axis.x, axis.y, axis.z));
etc.

绝对比例 - 旋转比例矢量

Absolute scale - Rotating scale vector

c++

opengl

glm-math