OpenGL 构建层次变换系统

Question

我正在尝试构建转换系统，模仿 Unity 的。看我的代码：

void BaseObject::RecalculateTransform()
{
    // For top object
    if (parent.expired())
    {
        worldTransform = localTransform = glm::mat4(1);
        return;
    }

    // bunch of shit
    localTransform = glm::translate(glm::mat4(1), localPosition) * glm::scale(glm::mat4(1), localScale) * glm::mat4(localRotation);

    worldTransform = parent.lock()->GetWorldTransform() * localTransform;
}

这就是我计算局部变换和世界变换的方式。我已经尝试了很多变换矩阵顺序的组合，但其中 none 可以正常工作。我试图引用 Unity3d，但找不到有用的东西。

localPosition和localScale是glm::vec3类型，localRotation是glm::quat类型。

可能有帮助，我从上面的代码中截取了一个屏幕截图：

auto top = app->GetHierarchy()->GetTopObject();

auto childDepth1 = top->Instantiate().lock();
childDepth1->SetLocalPosition(glm::vec3(0, 1, 0));

// spiral one
auto mesh1 = childDepth1->AddComponent<RandomMesh>().lock();
mesh1->SetVerticeData("l 30");

auto childDepth2 = childDepth1->Instantiate().lock();
childDepth2->SetLocalPosition(glm::vec3(0, 1, 0));

// spherical one
auto mesh2 = childDepth2->AddComponent<RandomMesh>().lock();
mesh2->SetVerticeData("s 100 t");

截图：

如您所见，螺旋形的子元素是球体。螺旋形的 localPosition 是 (0, 1, 0)，worldPosition 也是如此。但它呈现在 -y 位置。（我已经通过其他方式确认+y位置在中线以上。）

此外，球体的 localPosition 也是 (0, 1, 0)，因此它是 worldPosition (0, 2, 0)。保持 +y 位置在中线下方的方向，它必须渲染在螺旋线下方，但它渲染在球体上方。通过打印调试，它说球体的 worldPosition 是 (0, 0, 0)，而不是 (0, 2, 0).

经过一些实验，我发现变换矩阵应用正负，取决于子深度的奇偶性。

我要的就是类Unity的变换系统。我该如何解决这个问题？

Answer 1

这是由于我的愚蠢错误。当我初始化localRotation四元数值时，我在做

localRotation = glm::quat(0, 0, 0, 1);

我不知道为什么，但是使用调试器，每次旋转矩阵相乘时它都会否定位置值。

正确的初始化是

localRotation = glm::identity<glm::quat>();

根本不会应用旋转，顾名思义。

这是我的解决方案：

void BaseObject::RecalculateTransform()
{
    isTransformChanged = false;

    // For top object
    if (parent.expired())
    {
        worldTransform = localTransform = glm::mat4(1);
        return;
    }

    const auto& scaled = glm::scale(glm::mat4(1), localScale);
    const auto& rotated = glm::mat4(localRotation) * scaled;
    const auto& translated = glm::translate(glm::mat4(1), localPosition) * rotated;

    localTransform = translated;

    worldTransform = parent.lock()->GetWorldTransform() * localTransform;
}

一切都很好。在韩国已经是午夜了。我终于可以去睡觉了。和我遇到同样问题的人，请不要犯傻:(

OpenGL 构建层次变换系统

OpenGL building hierarchy transform system

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