尝试绘制模型时出现黑屏 [阅读编辑]

Question

我正在尝试制作一个可以使用相机并一次绘制多个模型的世界对象，每个模型都有自己的位置（以及将来的旋转等）。除了它出现黑屏，我不知道为什么。

我试过改变矩阵的创建方式，调整位置，但什么都没有。

世界：

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

using Microsoft.Xna.Framework;

using Simple3DWorld.Objects;

namespace Simple3DWorld
{
    public class World
    {
        public Camera Camera;
        public ModelObject[] Objects;

        public World()
        {
            Camera = new Camera(new Vector3(0, 0, 1), Vector3.Zero);
            Objects = new ModelObject[100];
            AddObject(new Landscape(new Vector3(0, 0, -1)));
        }

        public void AddObject(ModelObject obj)
        {
            bool added = false;

            for (int i = 0; i < Objects.Length && !added; i++)
            {
                if (Objects[i] == null)
                {
                    Objects[i] = obj;
                    added = true;
                }
            }
        }

        public void Update(GameTime gt)
        {
            for (int i = 0; i < Objects.Length; i++)
            {
                if (Objects[i] != null)
                {
                    Objects[i].Update(gt);
                }
            }
        }

        public void Draw()
        {
            for (int i = 0; i < Objects.Length; i++)
            {
                if (Objects[i] != null)
                {
                    Objects[i].Draw(Camera);
                }
            }
        }
    }
}

相机：

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

using Microsoft.Xna.Framework;
using Microsoft.Xna.Framework.Graphics;

namespace Simple3DWorld
{
    public class Camera
    {
        public Vector3 Position;
        public Vector3 LookingAt;
        public float FieldOfView;
        public float AspectRatio;

        public Camera(Vector3 pos, Vector3 lookAt)
        {
            Position = pos;
            LookingAt = lookAt;
            FieldOfView = MathHelper.PiOver4;
            AspectRatio = STDW.Width / STDW.Height;
        }
    }
}

模型对象：

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

using Microsoft.Xna.Framework;
using Microsoft.Xna.Framework.Graphics;

namespace Simple3DWorld
{
    public class ModelObject
    {
        public Model Model;
        public Vector3 Position;

        public ModelObject(Model model, Vector3 pos)
        {
            Model = model;
            Position = pos;
        }

        public virtual void Update(GameTime gt)
        {

        }

        public virtual void Draw(Camera camera)
        {
            foreach (ModelMesh mesh in Model.Meshes)
            {
                foreach (BasicEffect effect in mesh.Effects)
                {
                    effect.EnableDefaultLighting();
                    effect.PreferPerPixelLighting = true;
                    effect.World = Matrix.CreateTranslation(Position);
                    effect.View = Matrix.CreateLookAt(camera.Position, camera.LookingAt, Vector3.UnitZ);
                    effect.Projection = Matrix.CreatePerspectiveFieldOfView(camera.FieldOfView, camera.AspectRatio, 1f, 100f);
                }

                mesh.Draw();
            }
        }
    }
}

是的，我已确保正确调用了所有方法。屏幕上应该显示的是我的风景模型。

编辑：已解决。出于一些愚蠢、令人沮丧的原因，如果您的相机的 X 和 Y（不是向上矢量）均为 0，MonoGame 将不会渲染您的模型。如果有人能以某种方式解释这一点，我将不胜感激。

Answer 1

已修复。我所要做的就是将我的相机从 0,0,0 移开。 0,1,0 1,0,0 和 1,1,0 似乎都有效，这意味着相机的其他两个坐标（不是确定它是向上还是向下的坐标）不能在原点。不太清楚为什么会这样，但至少现在已经修复了。

Answer 2

您相机的 Position 和 LookAt 向量不能在垂直于 Up 向量的两个轴上都相等。这导致 NaN（不是数字）。

这种情况也可以描述为Gimbol Lock，因为围绕X(Roll)和Y(Pitch)轴的旋转是对齐的，因此无法确定Z(Yaw)根据提供的信息。

在以下行中创建 View 矩阵时出现问题：

effect.View = Matrix.CreateLookAt(camera.Position, camera.LookingAt, Vector3.UnitZ);

替换参数值：

effect.View = Matrix.CreateLookAt(new Vector3(0,0,1), new Vector3(0,0,0), new Vector3(0,0,1));

CreateLookAt at implementation(see here 的注释部分源代码用于传递直通调用）

 public static void CreateLookAt(ref Vector3 cameraPosition, ref Vector3 cameraTarget, ref Vector3 cameraUpVector, out Matrix result)
 {
    var vector = Vector3.Normalize(cameraPosition - cameraTarget);

Normalize((0,0,1) - (0,0,0)) -> (x,y,z)/Length

Length = (0 - 0)² + (0 - 0)² + (0 - 1)² -> 1

(0/Length,0/Length,1/Length) -> (0/1,0/1,1/1) ->(0,0,1) *确定

    var vector2 = Vector3.Normalize(Vector3.Cross(cameraUpVector, vector));

由内而外工作：

Cross((0,0,1),(0,0,1)) -> (y1 * z2 - z1 * y2, z1 * x2 - x1 *z2, x1 * y2 - y1 *x2) ->

(0 * 1 - 1 * 0, 1 * 0 - 0 * 1, 0 * 0 - 0 * 0) -> (0,0,0) *数学上可以，几何上未定义（未定义垂直于输入点的平面）

Normalize(Cross((0,0,1),(0,0,1))) -> Normalize(0,0,0)

Length = (0 - 0)² + (0 - 0)² + (0 - 0)² -> 0

(0/Length,0/Length,0/Length) -> (0/0,0/0,0/0) ->(NaN,NaN,NaN) *UH-OH

NaN 是除以零的结果，其中 0 是无符号的，如 IEEE 754 所定义。

因为对 NaN 的任何操作都会导致 NaN。 NaN 传播到 World 和 Projection 矩阵，导致黑屏。

换句话说：

如果你站着看(Camera.Position=(0,0,6))，忽略你的头必须倾斜才能看到它们的事实，在你的脚下(Camera.LookAt =(0,0,0)), 是否可以确定您所面对的 Up 矢量等于 Vector3.UnitZ 的罗盘方向？不，这不可能，你在飞机上可能面向任何方向。

如果我要求你脚前一个单位的世界坐标(1,0,0)，我就能知道你面向哪个方向。

尝试绘制模型时出现黑屏 [阅读编辑]

Black screen when trying to draw model [read edit]

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