如何围绕特定轴旋转或旋转视图矩阵？

Question

我想旋转视图矩阵（我认为这代表相机位置）。

我已经通过 Matrix4f#rotateY 成功地围绕 Y 轴旋转了视图矩阵。

然而，关于 rotateX 这需要目标位置在 (0,0,0) 世界中心，我想围绕指定位置旋转视图矩阵。

我试着像下面这样旋转矩阵：

targetCenter = Vector3f(x, y, z)

viewMatrix
    .translate(targetCenter)
    .rotateX(rotation)
    .translate(targetCenter.mul(-1.0f))

但是，这会使渲染模型两次。这是绕指定轴旋转视图矩阵的正确方法吗？

编辑

我已经根据Draykoon D的回答用Kotlin实现了相机，谢谢
我正在使用 JOML 作为库来操作 Matrix

fun Matrix4f.orbitBy(modelCenter: Vector3f, angleY: Float, angleX: Float, focalLength: Float) {
    // Setup both camera's view matrices
    val modelCenterCp = Vector3f(modelCenter)
    val recenter = Matrix4f().translate(modelCenterCp.mul(-1.0f)) //not needed if world origin
    val rotation = Matrix4f()
            .rotateY(angleY)
            .rotateX(angleX)
    val moveBack = Matrix4f().translate(modelCenter) //not needed if world origin
    val transfer = moveBack.mul(rotation).mul(recenter) //order from right to left

    val eye = Vector3f(0f, modelCenter.y, -focalLength).mulProject(transfer)
    val up = Vector3f(0f, 1f, 0f)
    this.setLookAt(eye, modelCenter, up)
}

Answer 1

它在您的示例中有效，因为我假设您的目标等于世界原点。如果你想围绕世界原点旋转，你不需要平移部分。如果它在某个点附近，它将成为强制性的。

我在计算视图矩阵时喜欢使用的是在我的相机中保留 3 个值：

相机位置（眼睛）
相机目标（中心）
相机upVector（向上）

如果你想围绕你的目标点旋转，你需要在你的眼睛和 upVector 上应用你的旋转，完成后你可以使用 mat4 lookAt(eye, center, up)

重新计算 viewMatrix

void orbitBy(float yaw, vec3 rotationCenter) {
     mat4 recenter = translate(mat4(1.0), -rotationCenter); //not needed if world origin
     mat4 rotation = rotateY(mat4(1.0), yaw); //can be replaced by glm::eulerAngleZXY(yaw, pitch, roll) ...
     mat4 moveBack = translate(mat4(1.0, rotationCenter)); //not needed if world origin
     mat4 transfo = moveBack * rotation * recenter; //order from right to left
     m_eye = transfo * m_eye;
     m_up = transfo * m_up; 
     m_viewMatrix = lookAt(m_eye, m_center, m_up);
}

我更喜欢这种方法，因为它为您提供了更简单的值，这对调试非常有帮助

如何围绕特定轴旋转或旋转视图矩阵？

How to rotateX or rotateZ view matrix around specified axis?

matrix

opengl

lwjgl

joml