理解glm::lookAt()

Question

我跟随一个教程学习OpenGL，其中他们使用glm::lookAt()函数构建视图，但我无法理解glm::lookAt()的工作原理，而且显然没有详细的GLM文档。有人能帮我理解glm::lookAt()的参数和工作吗？

GLM文件说：

detail::tmat4x4<T> glm::gtc::matrix_transform::lookAt   
(   
    detail::tvec3< T > const &  eye,
    detail::tvec3< T > const &  center,
    detail::tvec3< T > const &  up 
)

我目前的理解是，相机位于eye，面向center。(我不知道up是什么)

Answer 1

up矢量基本上是定义你的世界“向上”方向的向量。在几乎所有的正常情况下，这将是向量(0, 1, 0)，即正的Y。eye是相机观点的位置，而center是你看到(一个位置)的位置。如果您想使用方向向量D而不是中心位置，您可以简单地使用eye + D作为中心位置，例如，D可以是一个单位向量。

至于内部工作或更多细节，这是构建视图矩阵的一个常见基本功能。尝试读取gluLookAt()的文档，这在功能上是等价的。

Answer 2

在这里，Up矢量定义了你的3D世界中的“向上”方向(对于这个相机)。例如，vec3(0, 0, 1)的值意味着Z轴向上点.

Eye是你虚拟3D相机所在的位置。

而Center是摄像机所看到的点(场景的中心)。

了解某事的最好方法是自己动手。以下是如何使用三个矢量来构造相机转换：Eye、Center和Up。

LMatrix4 LookAt( const LVector3& Eye, const LVector3& Center, const LVector3& Up )
{
    LMatrix4 Matrix;

    LVector3 X, Y, Z;

创建一个新的坐标系：

    Z = Eye - Center;
    Z.Normalize();
    Y = Up;
    X = Y.Cross( Z );

重新计算Y = Z cross X

    Y = Z.Cross( X );

交叉积的长度等于平行四边形的面积，对于不垂直的单位长度向量，它小于1.0；因此，将X，Y归一化如下：

    X.Normalize();
    Y.Normalize();

将所有内容放入生成的4x4矩阵中：

    Matrix[0][0] = X.x;
    Matrix[1][0] = X.y;
    Matrix[2][0] = X.z;
    Matrix[3][0] = -X.Dot( Eye );
    Matrix[0][1] = Y.x;
    Matrix[1][1] = Y.y;
    Matrix[2][1] = Y.z;
    Matrix[3][1] = -Y.Dot( Eye );
    Matrix[0][2] = Z.x;
    Matrix[1][2] = Z.y;
    Matrix[2][2] = Z.z;
    Matrix[3][2] = -Z.Dot( Eye );
    Matrix[0][3] = 0;
    Matrix[1][3] = 0;
    Matrix[2][3] = 0;
    Matrix[3][3] = 1.0f;

    return Matrix;
}

Answer 3

在设置camera(或eye)和target(center)，使camera面向target后，仍然可以旋转camera以获得不同的图像，因此出现了up矢量，使camera固定且不能旋转。

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