查看矩阵：反转还是不反转？
View matrix: to invert rotation or to not invert rotation?
编辑：我的问题对于我真正要问的问题来说可能太复杂了，所以请跳到 TLDR；如果你需要的话。
我编写 3D 图形已经有一段时间了，直到现在我似乎从来没有遇到过这个问题，但也许这是我第一次真正理解我应该（或不应该）的东西。那么问题来了...
我的 3D 引擎使用 RH 坐标系的典型 OpenGL 传统约定，这意味着 X+ 向右，Y+ 向上，Z+ 朝向观察者，Z- 进入屏幕。我这样做是为了测试我的 3D 数学与 OpenGL 中的数学。
为了配合 Blender 3D/Collada 的坐标约定，我在导入过程中将每个矩阵在 X 轴上旋转 -90 度。 （Collada没记错的话X+右，Y+前，Z+上）
当我只使用投影矩阵、单位视图矩阵和将三角形变换到 (0, 0, -5) 位置的模型矩阵时，我会看到它，因为 Z- 在屏幕中。
在我的 (6DOF space) 游戏中，我有 space 飞船和小行星。我使用双精度坐标（因为它们很大）并且通过将相机放在 space 船内，坐标是相对于每一帧的，因此它们足够精确以适合在 GPU 上渲染的单精度坐标.
所以，现在我有一艘 space 飞船，相机在里面，它的旋转四元数是身份。这给出了一个单位矩阵，如果我没记错的话，row 列 1-3 代表对象指向的 X、Y 和 Z 轴。为了移动船，我使用这个 Z 轴向前移动。使用单位矩阵，Z 轴将为 (0, 0, 1).
编辑：实际上，我没有从矩阵中提取列，而是直接从四元数中提取轴。
现在，当我将相机放在 space飞船上时，这意味着它的机头指向 (0, 0, 1) 但 OpenGL 将以 -1 进入屏幕进行渲染，因为它的约定。
我总是听说当你将相机放在场景中的物体内部时，你需要获取模型矩阵并将其反转。这是合乎逻辑的：如果飞船位于 (0, 0, 1000) 而小行星位于 (0, 0, 1100)，那么您需要将相机放在 (0, 0, -1000) 以便飞船将位于 (0, 0, 0)，小行星将位于 (0, 0, 100)。
所以当我这样做的时候，船头会朝向 Z- 渲染，但是现在，当我开始移动时，我的船会移动到它的旋转（仍然相同）Z 为 (0, 0, 1 ) 并且船将后退而不是前进。如果 (0, 0, 1) 朝向观众，这是有道理的...
所以现在我很困惑......我应该如何正确处理这个问题？？？我错误地使用了哪个约定？我忘记了哪个约定？这似乎不合逻辑，例如，在计算运动矢量时反转船的旋转...
有人可以为我澄清一下吗？这已经困扰我一个星期了，我似乎无法直截了当地怀疑我正在犯新的错误。
编辑：为视图矩阵反转模型矩阵的旋转部分是不是很奇怪？我知道平移部分应该倒转，但是视图在渲染时仍然应该与对象看相同的方向，不是吗？
TLDR；
如果您使用旧版 OpenGL，设置标准投影矩阵和恒等模型视图矩阵并在 (0, 0, -5) 处渲染三角形，您会看到它，因为 OpenGL 查看 Z-。
但是如果你从视图矩阵（第3行列）中获取Z轴，即单位矩阵上的（0,0,1），这意味着走 'forward' 意味着你会离那个三角形越来越远，这看起来不合逻辑。
我错过了什么？
编辑：由于答案隐藏在下面的许多评论中，我在这里总结一下：约定！我选择使用 OpenGL 遗留约定，但我也选择使用我自己的约定物理约定和它们发生碰撞，所以我需要对此进行补偿。
编辑：经过深思熟虑，我决定放弃 OpenGL 遗留惯例，使用对我来说最合乎逻辑的任何东西，即左手系统。
我想你困惑的根本原因可能就在这里
So, now I have a spaceship, the camera is inside, and it its rotation quaternion is identity. This gives an identity matrix and if I recall correctly, row 1-3 are representing the X, Y and Z axis of where the object is pointing at. To move the ship, I use this Z axis to go forward. With the identity matrix, the Z-axis will be (0, 0, 1).
由于我们可以假设视图矩阵仅包含旋转和平移（没有 scaling/shear 或透视技巧），我们知道左上角的 3x3 子矩阵将仅是旋转，并且它们是正交的根据定义，inverse(mat3(view)) 将是 transpose(mat3(view))，这是您的 行 的来源。由于在用于在固定坐标系中变换对象的标准矩阵（与移动参考坐标系相反），矩阵的 列 将简单地显示单位向量的位置对于 x、y 和 z（以及原点 (0,0,0,1) 将被此矩阵映射到。通过获取行，您使用转置，其中，这个特定的设置是相反的（当然不考虑包含翻译的最后一列）。
view 矩阵将从 worrd space 转换为 eye space。结果，inverse(view) 将从眼睛 space 变回世界 space。
所以，inverse(view) * (1,0,0,0) 会给你相机在世界 space 中的右向量，inverse(view) * (0,1,0,0) 上向量，但按照惯例相机会注视 -z 在眼睛 space 中，因此世界中的前向 space 将是 inverse(view) * (0,0,-1,0)，在您的设置中，它只是矩阵的第三行 negated.
（相机位置当然是 inverse(view) * (0,0,0,1)，但我们要做的不仅仅是转置才能使 inverse(view) 的第四列正确）。
编辑：我的问题对于我真正要问的问题来说可能太复杂了，所以请跳到 TLDR；如果你需要的话。
我编写 3D 图形已经有一段时间了，直到现在我似乎从来没有遇到过这个问题，但也许这是我第一次真正理解我应该（或不应该）的东西。那么问题来了...
我的 3D 引擎使用 RH 坐标系的典型 OpenGL 传统约定，这意味着 X+ 向右，Y+ 向上，Z+ 朝向观察者，Z- 进入屏幕。我这样做是为了测试我的 3D 数学与 OpenGL 中的数学。
为了配合 Blender 3D/Collada 的坐标约定，我在导入过程中将每个矩阵在 X 轴上旋转 -90 度。 （Collada没记错的话X+右，Y+前，Z+上）
当我只使用投影矩阵、单位视图矩阵和将三角形变换到 (0, 0, -5) 位置的模型矩阵时，我会看到它，因为 Z- 在屏幕中。
在我的 (6DOF space) 游戏中，我有 space 飞船和小行星。我使用双精度坐标（因为它们很大）并且通过将相机放在 space 船内，坐标是相对于每一帧的，因此它们足够精确以适合在 GPU 上渲染的单精度坐标.
所以，现在我有一艘 space 飞船，相机在里面，它的旋转四元数是身份。这给出了一个单位矩阵，如果我没记错的话，row 列 1-3 代表对象指向的 X、Y 和 Z 轴。为了移动船，我使用这个 Z 轴向前移动。使用单位矩阵，Z 轴将为 (0, 0, 1).
编辑：实际上，我没有从矩阵中提取列，而是直接从四元数中提取轴。
现在，当我将相机放在 space飞船上时，这意味着它的机头指向 (0, 0, 1) 但 OpenGL 将以 -1 进入屏幕进行渲染，因为它的约定。
我总是听说当你将相机放在场景中的物体内部时，你需要获取模型矩阵并将其反转。这是合乎逻辑的：如果飞船位于 (0, 0, 1000) 而小行星位于 (0, 0, 1100)，那么您需要将相机放在 (0, 0, -1000) 以便飞船将位于 (0, 0, 0)，小行星将位于 (0, 0, 100)。
所以当我这样做的时候，船头会朝向 Z- 渲染，但是现在，当我开始移动时，我的船会移动到它的旋转（仍然相同）Z 为 (0, 0, 1 ) 并且船将后退而不是前进。如果 (0, 0, 1) 朝向观众，这是有道理的...
所以现在我很困惑......我应该如何正确处理这个问题？？？我错误地使用了哪个约定？我忘记了哪个约定？这似乎不合逻辑，例如，在计算运动矢量时反转船的旋转...
有人可以为我澄清一下吗？这已经困扰我一个星期了，我似乎无法直截了当地怀疑我正在犯新的错误。
编辑：为视图矩阵反转模型矩阵的旋转部分是不是很奇怪？我知道平移部分应该倒转，但是视图在渲染时仍然应该与对象看相同的方向，不是吗？
TLDR； 如果您使用旧版 OpenGL，设置标准投影矩阵和恒等模型视图矩阵并在 (0, 0, -5) 处渲染三角形，您会看到它，因为 OpenGL 查看 Z-。
但是如果你从视图矩阵（第3行列）中获取Z轴，即单位矩阵上的（0,0,1），这意味着走 'forward' 意味着你会离那个三角形越来越远，这看起来不合逻辑。
我错过了什么？
编辑：由于答案隐藏在下面的许多评论中，我在这里总结一下：约定！我选择使用 OpenGL 遗留约定，但我也选择使用我自己的约定物理约定和它们发生碰撞，所以我需要对此进行补偿。
编辑：经过深思熟虑，我决定放弃 OpenGL 遗留惯例，使用对我来说最合乎逻辑的任何东西，即左手系统。
我想你困惑的根本原因可能就在这里
So, now I have a spaceship, the camera is inside, and it its rotation quaternion is identity. This gives an identity matrix and if I recall correctly, row 1-3 are representing the X, Y and Z axis of where the object is pointing at. To move the ship, I use this Z axis to go forward. With the identity matrix, the Z-axis will be (0, 0, 1).
由于我们可以假设视图矩阵仅包含旋转和平移（没有 scaling/shear 或透视技巧），我们知道左上角的 3x3 子矩阵将仅是旋转，并且它们是正交的根据定义，inverse(mat3(view)) 将是 transpose(mat3(view))，这是您的 行 的来源。由于在用于在固定坐标系中变换对象的标准矩阵（与移动参考坐标系相反），矩阵的 列 将简单地显示单位向量的位置对于 x、y 和 z（以及原点 (0,0,0,1) 将被此矩阵映射到。通过获取行，您使用转置，其中，这个特定的设置是相反的（当然不考虑包含翻译的最后一列）。
view 矩阵将从 worrd space 转换为 eye space。结果，inverse(view) 将从眼睛 space 变回世界 space。
所以，inverse(view) * (1,0,0,0) 会给你相机在世界 space 中的右向量，inverse(view) * (0,1,0,0) 上向量，但按照惯例相机会注视 -z 在眼睛 space 中，因此世界中的前向 space 将是 inverse(view) * (0,0,-1,0)，在您的设置中，它只是矩阵的第三行 negated.
（相机位置当然是 inverse(view) * (0,0,0,1)，但我们要做的不仅仅是转置才能使 inverse(view) 的第四列正确）。