OpenGL: Помощь с преобразованием камеры

Question

Я пытаюсь реализовать модель камеры в Delphi/OpenGL после описания, приведенного в OpenGL SuperBible. Камера имеет положение, вектор вперед и вектор вверх. Перевод камеры, кажется, работает нормально, но когда я пытаюсь повернуть камеру в соответствии с передним вектором, я теряю вид моего объекта.

function TCamera.GetCameraOrientation: TMatrix4f; 
var 
    x, z: T3DVector; 
begin 
    z := T3DVector.Create(-FForward.X, -FForward.y, -FForward.z); 
    x := T3DVector.Cross(z, FUp); 

    result[0, 0] := x.X; 
    result[1, 0] := x.Y; 
    result[2, 0] := x.Z; 
    result[3, 0] := 0; 

    result[0, 1] := FUp.X; 
    result[1, 1] := FUp.Y; 
    result[2, 1] := FUp.Z; 
    result[3, 1] := 0; 

    result[0, 2] := z.x; 
    result[1, 2] := z.y; 
    result[2, 2] := z.z; 
    result[3, 2] := 0; 

    result[0, 3] := 0; 
    result[1, 3] := 0; 
    result[2, 3] := 0; 
    result[3, 3] := 1; 
end; 

procedure TCamera.ApplyTransformation; 
var 
    cameraOrient: TMatrix4f; 
    a, b, c: TMatrix4f; 
begin 
    cameraOrient := getcameraOrientation; 
    glMultMatrixf(@cameraOrient); 
    glTranslatef(-FPosition.x, -FPosition.y, -FPosition.z); 
end; 

Учитывая положение (0, 0, -15), вперед, вектор (0 0 1) и до вектора (0 1 0), я ожидал, чтобы получить идентификационную матрицу из getCameraOrientation-метода, но вместо этого я получаю

(1, 0, 0, 0) 
(0, 1, 0, 0) 
(0, 0, -1, 0) 
(0, 0, 0, 1) 

Если я изменяю вперед вектора (0 0 -1) я получаю следующую матрицу:

(-1, 0, 0, 0) 
(0, 1, 0, 0) 
(0, 0, 1, 0) 
(0, 0, 0, 1) 

После вызова glMultMatrix() и glTranslate(), glGet () дает мне следующее GL_MODELVIEW_MATRIX:

(1, 0, 0, 0) 
(0, 1, 0, 0) 
(0, 0, -1, 0) 
(0, 0, 15, 1) 

Я бы ожидал, что 15 будет в колонке 4, строка 3, столбец не 3, строка 4.

Может кто-нибудь увидеть, где я получаю это неправильно?

EDIT: Исходный код с OpenGL SuperBible:

inline void GetCameraOrientation(M3DMatrix44f m) 
     { 
     M3DVector3f x, z; 

     // Make rotation matrix 
     // Z vector is reversed 
     z[0] = -vForward[0]; 
     z[1] = -vForward[1]; 
     z[2] = -vForward[2]; 

     // X vector = Y cross Z 
     m3dCrossProduct(x, vUp, z); 

     // Matrix has no translation information and is 
     // transposed.... (rows instead of columns) 
     #define M(row,col) m[col*4+row] 
      M(0, 0) = x[0]; 
      M(0, 1) = x[1]; 
      M(0, 2) = x[2]; 
      M(0, 3) = 0.0; 
      M(1, 0) = vUp[0]; 
      M(1, 1) = vUp[1]; 
      M(1, 2) = vUp[2]; 
      M(1, 3) = 0.0; 
      M(2, 0) = z[0]; 
      M(2, 1) = z[1]; 
      M(2, 2) = z[2]; 
      M(2, 3) = 0.0; 
      M(3, 0) = 0.0; 
      M(3, 1) = 0.0; 
      M(3, 2) = 0.0; 
      M(3, 3) = 1.0; 
     #undef M 
     } 

    inline void ApplyCameraTransform(bool bRotOnly = false)  
     { 
     M3DMatrix44f m; 

     GetCameraOrientation(m); 

     // Camera Transform 
     glMultMatrixf(m); 

     // If Rotation only, then do not do the translation 
     if(!bRotOnly) 
      glTranslatef(-vOrigin[0], -vOrigin[1], -vOrigin[2]); 
     } 

Answer 1

Учитывая ваш код getcameraOrientation результирующая матрица вполне очевидна: вперед = (0, 0, 1), получаем г = (0, 0, - 1), что соответствует третьей строке матрицы. Перекрестное произведение z = (0, 0, -1) и FUp = (0, 1, 0) приводит к x = (1, 0, 0), что соответствует первой строке матрицы. Вторая строка - это всего лишь копия FUp, а четвертая строка только исправлена.

Я действительно не понимаю, чего вы хотите достичь, но когда вы поворачиваете камеру, вы явно теряете вид своего объекта. В реальном мире, если вы посмотрите на точку и поверните голову - это одно и то же. Вы пытались изменить порядок перевода и поворота?

Answer 2

единичная матрица

Я не знаю, почему SuperBible предлагает использовать (-FForward.X, -FForward.y, -FForward.z), чтобы создать свой Z вектор. Если вы выберете знаки минус, вы получите идентификационную матрицу, которую вы ожидаете, когда ваш вектор вперед (0, 0, 1).

Если вы хотите сохранить знаки минус, и вы хотите, чтобы вектор вперед (0, 0, -1) создавал единичную матрицу, тогда вам нужно сменить крест-произведение с Cross (z, FUp) на Cross (FUp, z), потому что OpenGL использует правую систему координат. См. Cross product.

15 в неправильном месте

Я согласен с вами, что я ожидал бы матрица перевод выглядеть следующим образом:

(1, 0, 0, x) 
(0, 1, 0, y) 
(0, 0, 1, z) 
(0, 0, 0, 1) 

Примечание хотя, что OpenGL хранит свою матрицу в колонке заказа не строка заказ, поэтому, когда вы получите матрицу для просмотра модели, она будет выглядеть следующим образом:

(m[0], m[4], m[8], m[12]) 
(m[1], m[5], m[9], m[13]) 
(m[2], m[6], m[10], m[14]) 
(m[3], m[7], m[11], m[15]) 

Если вы считаете, что это был порядок строк, это может быть причиной путаницы.