2018-05-09
旋轉看起來挺費勁的，其實非常簡單。我們只需要給shader傳入mvp矩陣即可。旋轉分為兩類：camera旋轉、物體旋轉。當指定mvp矩陣時，model矩陣是每個物體攜帶的資料，projection矩陣是由camera 的fov、aspect、near/far距離決定的，對於camera旋轉，我們只需要更新view矩陣即可。view矩陣由三部分組成：eye pos，lookat center，up。這就是乙個camera引數。camera一般圍繞center旋轉，up不變，那麼eye 新的位置就可以通過旋轉角度求出。對於物體旋轉，我們只需要更新m矩陣即可。
我們在螢幕畫素空間拖動滑鼠，這個操作只影響三個空間維度中兩個維度。我們很容易就能求解出兩個方向的旋轉角度。假設螢幕橫縱向的距離代表的角度為90°，橫縱方向移動的畫素距離w，w/width() * 90°就是橫向旋轉的角度了，縱向同理。開始移動的時候，我們需要確定旋轉所圍繞的向量。
旋轉物體時，需要以物體中心構造arcball來旋轉。有兩種處理方式：改變物體的座標、改變物體的model矩陣。對於顯示來講，無甚區別。一般，我們拖動物體或者旋轉物體的時候，都會以物體的中心構造arcball，就是軌跡球。物體旋轉示例**如下：
glm::vec3 get_arcball_vector(double x, double y)camera旋轉示例**：glm::vec3 prevpos = get_arcball_vector(startpos.x(), startpos.y());
glm::vec3 currpos = get_arcball_vector(e->pos().x(), e->pos().y());
float angle = acos(std::min(1.0f, glm::dot(prevpos, currpos)));
glm::vec3 camaxis = glm::cross(prevpos, currpos);
glm::mat4 viewrotation = glm::rotate(glm::degrees(angle)*0.01f, camaxis);
cloudmodel = (viewrotation)* cloudmodel;
startpos = e->pos();
float yaw_beta = (float)delta.x() / width() * m_pi_4; // yaw radian
float pitch_theta = (float)delta.y() / height() * m_pi_4; // pitch radian
glm::vec3 roll = glm::normalize(eye - center);
glm::vec3 pitch = glm::normalize(glm::cross(up, roll)); // pitch
glm::vec3 yaw = glm::normalize(glm::cross(roll, pitch)); // yaw axis
glm::mat4 yawmat = glm::rotate(yaw_beta, yaw);
glm::mat4 pitchmat = glm::rotate(pitch_theta, pitch);
eye = pitchmat * yawmat * glm::vec4(eye - center, 0.0) + glm::vec4(center, 0.0);
up = yaw;
在camera旋轉中，旋轉中心(center)的選擇，這也是影響操作的主要因素。如果沒有選中物體，眼睛-滑鼠點射線方向上任乙個點都可以作為center，假設選擇了很遠的乙個點，當我們稍微拖動滑鼠，旋轉角度很小，但是物體已經處在camera左側或者右側非常遠的地方了。故關鍵問題便在於如何在涉嫌上選取合理的乙個點。如果我們使用角度來計算，那就會遇到乙個非常著名的問題：萬向節死鎖。這裡的講解非常到位。
對於平移，很重要的乙個問題是，對於眼睛在不同的位置，拖動相同的畫素距離，camera的真實平移距離是多少？對於旋轉，我們只考慮相對角度，平移所對應的絕對距離就是關鍵問題。首先要確定平移的向量transvec，也可求得在近平面上的移動距離ed ，這樣子就可以求解lookat center 的 平移向量。最後更新eye位置，這裡最大的影響因素就是nearplane，如果這個值很小，那麼意味著我們認為transvec近似為eye的平移向量。當此值逐漸變大時，那麼lookat center的平移向量就偏小，就意味著此時的平移就帶有繞lookat center旋轉的成分，可以看到遠處的東西比我們預想移動的要慢。示例**如下：
float d = glm::length(center - eye); // eye center distance
glm::vec3 neweye = screen2world(e->pos()); //新的
glm::vec3 startcoord = screen2world(startpos);
glm::vec3 transvec = startcoord - neweye;
float ed = glm::length(transvec); // 近平面移動距離
float cd = ed/nearplane *d + ed; // lookat center 移動距離
center = center + glm::normalize(transvec) * cd;
eye = eye + transvec;
float numstep = (e->angledelta().y() / 8) / 15;
float step = 1.0f/10;
if (1 == numstep)
else
glm::vec3 delta = (center - eye); // (screen2world(event->pos())
eye += step * delta ;
我們最常用到兩個座標轉換的函式 screen2world() world2screen()，可使用glm來實現。需要注意的是，qt的螢幕座標係以左上角為原點。我們希望使用左下角為畫素座標原點，需要自行轉換。
關於投影模式，以前我們需要通過gluperspective 設定遠近平面，用來剪裁可視空間，等同於現在我們可以直接指定projection矩陣，其實就只影響mvp矩陣中的p。因為現在所有的mvp矩陣都是我們自己寫**計算的，就不需要glmatrixmode()與gluperspective() 這倆函式產生乙個mvp矩陣並傳入到著色器。對於最新的opengl，我們盡可能少的使用gl開頭的介面函式。老式的gl介面真是***，當時學習的過**是令人難受。示例**如下：
if(projectview) // gl_projection
proj = glm::perspective((fov), width() / (float)height(), nearplane, farplane);
else
proj = glm::ortho(0.0f, (float)width(), 0.0f, (float)height(), nearplane, farplane); // gl_modelview
how-can-i-orbit-a-camera-about-its-target-point 這篇文章這的是太重要了，我花費了一天時間才把這個bug fix 掉。
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