在学习图形学和opengl的时候,都涉及到坐标转化,从物体坐标转换为世界的坐标,从世界的坐标转换为摄像机的坐标。

在世界坐标到摄像机转换的过程中常用lookAt函数得到转化矩阵。GLM官方文档对它的解释是:

 detail::tmat4x4<T> glm::gtc::matrix_transform::lookAt
(
detail::tvec3< T > const & eye,
detail::tvec3< T > const & center,
detail::tvec3< T > const & up
)

前面两个参数都比较好理解,eye代表了摄像机在世界坐标系的坐标,center是观察点,通过center-eye可以得到观察向量,通过glm::perspective可以设置视角。

那么up呢?up代表的什么意思,大多文档都说这个参数一般值是(0,1,0)如果要倒着看就是(0,-1,0)。stackoverflow上给出的的答案是:

  • The up vector is basically a vector defining your world's "upwards" direction. In almost all normal cases, this will be the vector (0, 1, 0) i.e. towards positive Y.
对此我做了个测试,对于opengl画一个最简单的三角形,设置录像机参数

  glm::mat4 View = glm::lookAt(
glm::vec3(0, 0, 3),
glm::vec3(0, 0, 0),
glm::vec3(0, 1, 0)
);

此时摄像机正向观察三角形

,得到的三角形观察是

接着我设置lookAt参数一个很离谱的参数
glm::mat4 View =
glm::lookAt(glm::vec3(, , ), glm::vec3(, , ), glm::vec3(, , ));

得到与上图对比结果:

我的肉眼看不出区别,也就是没有区别。

按照stackoverflow的解释,up代表世界坐标的上方向。但是这里我的方向都偏到Z轴去了,而三角形完全没有变化。也就是stackoverflow给出的是错误答案

研究了一下lookAt的实现,如下:

template<typename T, qualifier Q>
GLM_FUNC_QUALIFIER mat<, , T, Q> lookAtRH(vec<, T, Q> const& eye, vec<, T, Q> const& center, vec<, T, Q> const& up)
{
vec<, T, Q> const f(normalize(center - eye));
vec<, T, Q> const s(normalize(cross(f, up)));
vec<, T, Q> const u(cross(s, f)); mat<, , T, Q> Result();
Result[][] = s.x;
Result[][] = s.y;
Result[][] = s.z;
Result[][] = u.x;
Result[][] = u.y;
Result[][] = u.z;
Result[][] =-f.x;
Result[][] =-f.y;
Result[][] =-f.z;
Result[][] =-dot(s, eye);
Result[][] =-dot(u, eye);
Result[][] = dot(f, eye);
return Result;
}

通过这段源码可以得到,lookAt重新定义了摄像机坐标系。我们知道空间垂直坐标系有3条轴,第一条就是center - eye也就是摄像机观察制定点的向量,这里可以把他当做Z轴。第二条轴就是f,和up的×值。也就是说up代表的根本不是什么世界正上方而是一条”辅助向量",通过这个辅助向量能得到摄像机的坐标系的X轴。而当up(0,1,0)时摄像机转角正好为0。已知x轴和z轴自然能得出y轴,这样就定义了摄像机坐标轴。

也就是说up是一条辅助向量,它确实能控制摄像机的旋转方向,他与center - eye共同控制了摄像机的旋转面

 

由世界坐标系转换到摄像机坐标系的lookAt()函数的更多相关文章

  1. Three.JS 从世界坐标系转换到屏幕坐标系

    var projector = new THREE.Projector(); var world_vector = new THREE.Vector3(0,0,1); var vector = pro ...

  2. ArcGIS中利用ArcMap将地理坐标系转换成投影坐标系(从WKID=4326到WKID=102100)

    原文:ArcGIS中利用ArcMap将地理坐标系转换成投影坐标系(从WKID=4326到WKID=102100) 对于非地理专业的开发人员,对与这些生涩的概念,我们不一定都要了解,但是我们要理解,凡是 ...

  3. [转]字符型IP地址转换成数字IP的SQL函数

    使用SQL函数可以实现许多的功能,下面为您介绍的是字符型IP地址转换成数字IP的SQL函数示例,供您参考,希望对您学习SQL函数能够有所帮助.      /**//*--调用示例       sele ...

  4. 在LoadRunner中转换字符串大小写的C语言函数

    在LoadRunner中转换字符串大小写的C语言函数 . loadrunner语言ccharacterstringaction 封装ConvertToXXX函数: //ConvertToUpper f ...

  5. JS把数字金额转换成中文大写数字的函数

    //把数字金额转换成中文大写数字的函数 function num2rmb ($num){ $c1="零壹贰叁肆伍陆柒捌玖"; $c2="分角元拾佰仟万拾佰仟亿" ...

  6. CAD输出的局部平面坐标数据配准转换到WGS84坐标系

             局部平面坐标                                             平移纠正到常用平面坐标系下的坐标            转换后的地理坐标 采用两 ...

  7. ArcGIS坐标系转换出错:Error 999999执行函数出错 invalid extent for output coordinate system

    本文主要介绍在用ArcGIS做坐标系转换过程中可能会遇到的一个问题,并分析其原因和解决方案. 如下图,对一份数据做坐标系转换: 过了一会儿,转换失败了.错误消息如下: “消息”中提示,“执行函数出错 ...

  8. 转:ArcGIS中利用ArcMap将地理坐标系转换成投影坐标系(从WKID=4326到WKID=102100)

    对于非地理专业的开发人员,对与这些生涩的概念,我们不一定都要了解,但是我们要理解,凡是以经纬度为单位的都是地理坐标系,因为它归根结底是一个椭球体,只不过各个国家为了反映该国家所在区域地球的真实形状,而 ...

  9. Unity通过世界坐标系转换到界面坐标位置

    public static Vector2 WorldToCanvasPoint(Canvas canvas, Vector3 worldPos) { Vector2 pos; RectTransfo ...

随机推荐

  1. 三:mysql条件查询

    1:查询工资等于5000的员工

  2. Introduction to Computer Science and Programming in Python--MIT

    学习总结--(Introduction to Computer Science and Programming in Python--MIT) 导论 主题 重新利用数据结构来表达知识 理解算法的复杂性 ...

  3. 规范化开发和time相关模块

    1. 规范化开发 如果在开发的过程中将所有的程序放在一个py文件中,加载时会很慢,同时降低了代码的可读性,查询起来也麻烦 所以要将一个oy文件合理的分成多个py文件,在blog大目录下分为以下几个部分 ...

  4. Disk Group基础概念与深度解析

  5. Java基础 带你深刻理解自动装箱,拆箱含义

    1.什么是装箱,什么是拆箱装箱:把基本数据类型转换为包装类.拆箱:把包装类转换为基本数据类型.基本数据类型所对应的包装类:int(几个字节4)- Integerbyte(1)- Byteshort(2 ...

  6. Python sorted函数详解(高级篇)

    sorted() 函数对所有可迭代的对象进行排序操作. sort 与 sorted 区别: sort 是应用在 list 上的方法,sorted 可以对所有可迭代的对象进行排序操作. list 的 s ...

  7. 喜欢B站的用户为何认同感超强?

    前几天视频弹幕网站哔哩哔哩(以下简称"B站"),正式登陆纳斯达克,股票代码"BILI".当日其CEOC兼董事长陈睿在B站的账号上传了上市视频. 打开视频,满眼& ...

  8. java的Junit单元测试

    函数主要分为以下几类: 1.有固定返回值的.用assert 方法即可. 2.修改了状态. (1)修改了数据库中的数据.可以查询数据库(select  语句),看数据是否发生了改变. --原则上应该是用 ...

  9. Chrome 调试 react-native 通过Network面板查看网络请求

    参考 https://github.com/facebook/react-native/issues/934 三楼 真机或模拟器下 Debug JS Remotely, 会打开chrome,地址为ip ...

  10. 如何使用隐式转换扩展DataFrame和RDD以及其他的对象

    目的 DataFrame可以点出来很多方法,都是DF内置的. 比如说:df.withColumn(),df.printSchema(). 但是如果你想打印df中的分区位置信息,以及每个key有多少记录 ...