飞行模拟器相机

Question

编辑： 我已将 video 上传到 youtube，显示现在发生的情况。当我旋转 60 度（俯仰或偏航）时，我会感到奇怪的晃动。如您所见，鼠标输入工作正常（没有不需要的滚动，并且 pitch/yaw 在滚动后在本地发生）

我正在尝试在我正在制作的 OpenGL 游戏中实现飞行模拟器相机。我已经按照 this 页面底部提到的内容进行操作，我对视图矩阵的计算结果是：

my = my * 0.001f; //per-frame delta
mx = mx * 0.001f; //per-frame delta

glm::vec3 pitchAxis = glm::normalize( glm::cross( cameraDirection, cameraUp ) );
glm::vec3 yawAxis = glm::normalize( cameraUp );

glm::quat pitchQuat = glm::angleAxis( (float)my, pitchAxis );
glm::quat yawQuat = glm::angleAxis( (float)mx, yawAxis );

glm::quat comp = yawQuat * pitchQuat;

cameraDirection = cameraDirection * comp;

pitchAxis = glm::cross( cameraDirection, cameraUp );
cameraUp = glm::cross( pitchAxis, cameraDirection );

return glm::lookAt( cameraPosition, cameraPosition + cameraDirection, cameraUp );

我根据鼠标输入计算增量 pitch/yaw 四元数，然后将其应用于相机的方向。然后我使用叉积基于新的俯仰轴重新计算相机的向上矢量。

当我测试它时，我没有在 90 度锁定任何相机，但如果我俯仰和偏航，相机也会开始滚动（不需要）。

this post 中接受的答案建议使用全局 pitch/yaw/roll 值，而不仅仅是我上面使用的增量值。所以我继续尝试这样做：

//using left-handed coordinate system
glm::vec3 yawAxis = glm::vec3( 0.0f, 1.0f, 0.0f );
glm::vec3 pitchAxis = glm::vec3( -1.0f, 0.0f, 0.0f );
//glm::vec3 rollAxis = glm::vec3( 0.0f, 0.0f, -1.0f );

glm::quat yawQuat = glm::angleAxis( yaw, yawAxis );
glm::quat pitchQuat = glm::angleAxis( pitch, pitchAxis );

glm::quat composite = yawQuat * pitchQuat;

cameraDirection = composite * glm::vec3( 0.0f, 0.0f, -1.0f );

glm::quat rollQuat = glm::angleAxis( roll, cameraDirection );
cameraUp = rollQuat * glm::vec3( 0.0f, 1.0f, 0.0f );

return glm::lookAt( cameraPosition, cameraPosition + cameraDirection, cameraUp );

如果鼠标移动，偏航角和俯仰角每帧都会增加。我仍然可以很好地环顾四周，但如果：

我向上或向下倾斜 90 度并继续前进，它看起来像相机 flips/inverts。
我先滚动，pitch/yaw 仍然是关于全局轴（这是代码所期望的）而不是我认为应该是的局部相机轴，这就是我尝试第一种方法的原因。 ..

我认为第一个问题可以通过在俯仰 > 90 度或 <-90 度时翻转全局俯仰轴的情况来解决。但是我一直在解决第二个问题，因为我的直觉一直在尝试使用我尝试过的第一种方法。

我打算如何实现这款相机是否存在根本缺陷，或者我是否遗漏了一些明显的东西？

Answer 1

让 3D 相机做你想做的事情通常很棘手。由于中的顺序，您应用您的更改会影响下一次更改。当您尝试不同的方法时，可以更容易地在单独的步骤中应用俯仰、偏航和滚动的变化，如下所示：

编辑：添加有关本地摄像头的信息space

将俯仰应用于相机方向和相机向上，使用相机本地 space（前向矢量是相机的方向，向上矢量是相机向上）
将偏航应用到相机方向和相机向上，使用新的本地 space
使用新的本地space
现在将相机用于您的视图矩阵

这样您就可以在测试时注释掉不同的步骤。当您对结果感到满意时，您可以尝试将这些步骤移动到一起以提高性能，但更改的顺序可能会造成困难。

飞行模拟器相机

Flight Simulator Camera

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