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c++ - 在 OpenGL 中设置相机

coder 2024-02-17 原文

我从事游戏引擎开发已有一段时间了。我从仅使用 SDL 的 2D 图形开始，但我已经通过使用 OpenGL 慢慢转向 3D 功能。我看到的大多数关于“如何完成工作”的文档都使用了 GLUT，但我没有使用它。

问题是我如何在 OpenGL 中创建一个可以在 3D 环境中移动并正确显示 3D 模型和 Sprite (例如，具有固定位置和旋转的 Sprite )的“相机”。为了在 OpenGL 相机中设置相机，我应该关注哪些函数以及它们应该以什么顺序调用？

以下是一些背景信息，说明了我为什么想要一台真正的相机。

为了绘制一个简单的 Sprite ，我从 SDL 表面创建了一个 GL 纹理，然后将其绘制到坐标为 (SpriteX-CameraX) 和 (SpriteY-CameraY) 的屏幕上。这工作正常，但当转向实际的 3D 模型时，它工作得不太好。相机位置是一个自定义 vector 类(即不使用标准库)，具有 X、Y、Z 整数分量。

我有一个由三角形组成的 3D 立方体，我可以单独绘制它并旋转它，实际上我可以通过在绘制模型时传入相机位置来四处移动立方体(尽管以一种笨拙的方式)使用位置 vector 的分量来计算模型位置。但是，当我去旋转模型时，这种方法的问题变得很明显。模型的起源不是模型本身，而是屏幕的起源。一些谷歌搜索告诉我我需要保存模型的位置，围绕原点旋转它，然后将模型恢复到其原始位置。

与其传递我的相机的位置并通过计算新顶点来计算应该在视口(viewport)中绘制的位置，我想我会创建一个 OpenGL“相机”来为我做这件事，所以我需要做的一切将我的相机对象的坐标传递到 OpenGL 相机中，它会自动转换 View 。如果您使用 GLUT，此任务似乎非常容易，但我不确定如何仅使用 OpenGL 设置相机。

编辑 #1(经过一些评论): 根据一些建议，这是在我的程序中调用的更新方法。它已更新以创建透视和 View 矩阵。所有绘图都发生在这被调用之前。并且在 OpenGL 执行时会执行一组类似的方法(减去缓冲区交换)。 x,y,z 坐标直接是 Camera 的一个实例及其位置 vector 。如果相机位于 (256, 32, 0)，则 256、32 和 0 将被传递到 Update 方法中。目前，z 设置为 0，因为目前无法更改该值。正在绘制的 3D 模型是一组顶点/三角形 + 位置 X=320、Y=240、Z=-128 的法线。当程序运行时，这就是FILL中绘制的内容模式，然后在 LINE模式和另一个在 FILL after movement ，当我将相机向右移动一点时。看起来法线可能是原因，但我认为这与我遗漏了一些极其重要的东西或没有完全理解 glFrustum 的 NEAR 和 FAR 参数实际作用有关。

在我实现这些更改之前，我使用的是 glOrtho 并且立方体渲染正确。现在，如果我切换回 glOrtho，一张脸呈现(绿色)并且旋转非常奇怪 - 可能是由于平移。立方体有 6 种不同的颜色，每边一种。红色、蓝色、绿色、青色、白色和紫色。 

int VideoWindow::Update(double x, double y, double z)
{
    glMatrixMode( GL_PROJECTION );
    glLoadIdentity();

    glFrustum(0.0f, GetWidth(), GetHeight(), 0.0f, 32.0f, 192.0f);


    glMatrixMode( GL_MODELVIEW );

    SDL_GL_SwapBuffers();  
    glLoadIdentity();
    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);

    glRotatef(0, 1.0f, 0.0f, 0.0f);
    glRotatef(0, 0.0f, 1.0f, 0.0f);
    glRotatef(0, 0.0f, 0.0f, 1.0f);
    glTranslated(-x, -y, 0);

    return 0;
}

编辑决赛: 问题原来是 glFrustum 的 Near 和 Far 参数以及 glTranslated 的 Z 值的问题。虽然更改值已修复它，但我可能需要更多地了解这两个函数之间的关系。

最佳答案

您需要一个 View 矩阵和一个投影矩阵。您可以选择以下两种方式之一:

  1. 在使用自己的库计算矩阵后，使用 glMatrixMode() 和 glLoadMatrixf() 自行加载矩阵。

  2. 使用 glMatrixMode(GL_MODELVIEW) 和 glTranslate()/glRotate() 的组合来创建您的 View 矩阵，并且 glMatrixMode(GL_PROJECTION) 和 glFrustum() 来创建您的投影矩阵。请记住 - 您的 View 矩阵是相机位置的负平移(因为它是您应该将 world 移动到相对于相机原点的位置)，以及应用的任何旋转(俯仰/偏航)。

希望这对您有所帮助，如果我有更多时间，我会给您写一个合适的示例!

关于c++ - 在 OpenGL 中设置相机，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/1672926/

中设ampcode的sectionc++openglsdl

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