3D 引擎 Ogre3D -- Ogre3D 摄像机方向总结
OGRE 成功的作品，主要是 天龙八部 和 火炬之光。
以前看代码，老是看不太懂，最近补充了一下基础理论。 摄像机方向控制三个方法：四元数、姿态角（Euler 角）、摄像矩阵（ViewMatrix），不同 3D 引擎 大同小异。
透视投影和正交投影
摄像机默认是近大远小的椎体视角，小地图使用的是类似平行光的视角，需要：
cam->setProjectionType(Ogre::PT_ORTHOGRAPHIC);
setDirection
setDirection 不支持以 Ogre::Vector3::UNIT_Y 为参数。
原因：比如 setDirection 为向纸面内看物体 A，此时 Ogre 的显示为 A，而不是倒立的 A，这是因为 Ogre::Vector3::UNIT_Y 是 Ogre 默认的 'UP' 视角。
所以 setDirection(Ogre::Vector3::UNIT_Y) 会出错，需要先设定向上的坐标轴：
cam->setFixedYawAxis(true, gre::Vector3::NEGATIVE_UNIT_Z);
cam->setDirection(0.0f, -1.0f, 0.0f);
姿态角（Euler 角）
改变方向也可以通过 Yaw Roll Pitch 来实现。
注意以此旋转依旧要设：cam->setFixedYawAxis(true, Ogre::Vector3::NEGATIVE_UNIT_Z);
- Yaw 是围绕当前坐标系的 Y 轴旋转。
- Roll 是围绕当前坐标系的 X 轴旋转。
- Pitch 是围绕当前坐标系的 Z 轴旋转。
// 2 的代码写的麻烦一点就是：
cam->setFixedYawAxis(true, Ogre::Vector3::NEGATIVE_UNIT_Z);
cam->setDirection(1.0f, 0.0f, 0.0f);
cam->yaw(Ogre::Degree(90));
// 改变了 UP 之后，当前坐标系也不清晰了，也可以这样写
cam->setFixedYawAxis(true, Ogre::Vector3::NEGATIVE_UNIT_Z);
cam->setDirection(1.0f, 0.0f, 0.0f);
cam->rotate(Ogre::Vector3(0.0f, 0.0f, 1.0f), Ogre::Degree(-90));
// 也可以利用四元数旋转
cam->setFixedYawAxis(true, Ogre::Vector3::NEGATIVE_UNIT_Z);
cam->setDirection(1.0f, 0.0f, 0.0f);
cam->rotate(Ogre::Quaternion(Ogre::Degree(-90), Ogre::Vector3(0.0f, 0.0f, 1.0f)));
矩阵的方法
矩阵的方法，不再需要设置 'UP' 的方向。
世界矩阵 => 摄像矩阵 (ViewMatrix) => 投影矩阵 (ProjectionMatrix)
旋转是在 ViewMatrix 中的处理，我需要的矩阵只是 Y 轴和 Z 轴做了对换，所以：
1 0 0 0
0 0 -1 0
0 1 0 -1000 // -1000 是摄像机的位置
0 0 0 1
Ogre::Matrix4 mx = Ogre::Matrix4::IDENTITY;
mx[1][1] = 0.0f;
mx[1][2] = -1.0f;
mx[2][1] = 1.0f;
mx[2][2] = 0.0f;
mx[2][3] = -1000.f;
cam->setCustomViewMatrix(true, mx);
四元数的方法
四元数的方法，不再需要设置 'UP' 的方向。
从 3 中的最后一个方法可以知道，四元数就是绕一个向量，旋转一定的角度。
事实上我的变化，一直是在受 setFixedYawAxis 干扰，实际只是原始坐标轴 X 旋转了 90 度。
cam->setOrientation(Ogre::Quaternion(Ogre::Degree(-90), Ogre::Vector3(1.0f, 0.0f, 0.0f)));
注 1：四元数的 w, x, y, z 分别等于：
float w = cos(angle / 2);
float x = axis.x * sin(angle / 2);
float y = axis.y * sin(angle / 2);
float z = axis.z * sin(angle / 2);
注 2：现在还不清楚四元数用于旋转时具体的计算方法，也没必要知道。 不过要记住四元数的 w 是不能为 0 的，也就是说不能旋转 180。 可以用下面代码回避：
if (1.0f + src.dotProduct(dir) < 0.0001f) {
// 点乘 =-1.0，那么就是方向相反了
src->yaw(Ogre::Degree(180));
} else {
Ogre::Quaternion quat = src.getRotationTo(dir);
src.rotate(quat);
}
Refs
参考资料快照
参考资料快照
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