问题有所改变,我想出了如何绕单轴旋转
我想使用一个角度绕Y轴旋转一个框。该框具有一个大小,并带有一个Vector3f来指示旋转。
要正确旋转框,我要做的就是旋转原点位置,然后旋转原点位置加上大小,然后使用这两个引用来渲染该框。
但是,这种旋转无法正常工作,并会导致渲染失真。
这是我旋转位置的代码:
Matrix4f matrix = new Matrix4f();
// Rotate the origin position
Vector3f pos = new Vector3f(new Vector3f(blockX, blockY, blockZ));
matrix.m03 = pos.x;
matrix.m13 = pos.y;
matrix.m23 = pos.z;
Vector3f rot = new Vector3f(new Vector3f(0, 1f, 0f));
Matrix4f.rotate((float) Math.toRadians(45f), rot, matrix, matrix);
Vector3f locationMin = new Vector3f(matrix.m03, matrix.m13, matrix.m23);
// Rotate the position with the size
// Top left back is the position of the block
Vector3f sizeRot = new Vector3f(new Vector3f(blockX + size, blockY + size, blockZ + size));
matrix = new Matrix4f();
matrix.m03 = sizeRot.x;
matrix.m13 = sizeRot.y;
matrix.m23 = sizeRot.z;
rot = new Vector3f(new Vector3f(0, 1f, 0f));
Matrix4f.rotate((float) Math.toRadians(45f), rot, matrix, matrix);
Vector3f locationMax = new Vector3f(matrix.m03, matrix.m13, matrix.m23);
// Then here I use the locationMax and the locationMin to render the cube
此代码可能有什么问题?我用来旋转盒子的逻辑是否正确?如旋转原点位置,然后旋转原点位置加上大小。
编辑:我发布了翻译后旋转是愚蠢的,所以我只旋转了不翻译的locationMax(仅大小),然后翻译了,但仍然得到相同的结果(图形伪像)。
新代码:
float rx = blockX, ry = blockY, rz = blockZ;
Matrix4f matrix = new Matrix4f();
Vector3f rot = new Vector3f(0, 1f, 0f);
matrix = new Matrix4f();
matrix.m03 = size;
matrix.m13 = size;
matrix.m23 = size;
Matrix4f.rotate((float) Math.toRadians(45f), rot, matrix, matrix);
matrix.translate(new Vector3f(rx, ry, rz), matrix);
float mx = matrix.m03;
float my = matrix.m13;
float mz = matrix.m23;
// Here is use rx, ry, rz and mx, my, mz to render the box
============ *我想通了(见下文)* ==============
编辑:
这就是我最终要做的事情:
// Origin point
Vector4f a = new Vector4f(blockX, blockY, blockZ, 1);
// Rotate a matrix 45 degrees
Matrix4f mat = new Matrix4f();
mat.rotate((float) Math.toRandians(45f), new Vector3f(
0, 1f, 0), mat);
/* Transform the matrix to each point */
Vector4f c = new Vector4f(size.x, 0, size.z, 1);
Matrix4f.transform(mat, c, c);
Vector4f.add(c, a, c);
Vector4f b = new Vector4f(size.x, 0, 0, 1);
Matrix4f.transform(mat, b, b);
Vector4f.add(b, a, b);
Vector4f d = new Vector4f(0, 0, size.z, 1);
Matrix4f.transform(mat, d, d);
Vector4f.add(d, a, d);
// Here is use a, b, c, and d to render the box.
问题是我想绕所有轴旋转,而不仅仅是绕Y轴旋转。这使得代码非常长且不可读,并且当我尝试绕所有轴旋转时会出现很多错误。
更新问题:
如何获取上面的代码并使之生效,以便可以围绕所有3个轴旋转。我想这样做,所以我可以制作一个广告牌,该广告牌将始终面向相机。
这是我计算相机和物体之间的角度的方法:
Vector3f angle = new Vector3f();
// Calculate the distance between camera and object
Vector3f.sub(game.getCamera().getLocation(),
new Vector3f(blockX, blockY, blockZ), angle);
// Calculate the angle around the Y axis.
float vectorAngle = (float) ((float) Math.atan2(angle.z, angle.x) * -1 + (Math.PI / 2.0f));
广告牌是计算机图形学的一种非常普遍的应用程序(我肯定您已经注意到了,因为您在问这个问题!)
最终,我认为您基于以下原因使问题复杂化了:
如旋转原点位置,然后旋转原点位置加上大小。
对于计算机图形学,最常见的转换是缩放,平移和旋转,您可以执行这些转换以达到所需的效果(传统上可以缩放,然后围绕原点旋转,然后平移顶点的位置)。
此外,您将使用三个主要矩阵来渲染3d模型:“世界矩阵”,“视图矩阵”和“投影矩阵”。我相信您对从模型空间转换为世界空间有误解。
图形TRS和矩阵信息。如果您遇到概念上的问题,或者此答案不足,我强烈建议您查看此链接。我还没有找到更好的资源来解释计算机图形学的基础。
因此,目前,您的三个角度(在Vector3中以度为单位)对应于广告牌和相机的X,Y和Z坐标空间中的角度差。有了这些信息,我们就可以通过首先在一个地方收集所有矩阵变换来生成View矩阵。
我将假设您已经拥有转换矩阵和缩放矩阵,并且它们都可以使用。这意味着我们只需要生成Rotation矩阵,然后使用缩放矩阵对该矩阵进行转换,然后通过我们的平移矩阵对该矩阵进行转换即可。
X旋转矩阵
Y旋转矩阵
Z旋转矩阵
(图片来自上方的CodingLabs链接)
所以,你会产生这三个矩阵,使用X,Y和Z角度先前计算,然后变换它们,将它们合并为一个矩阵,变换的是矩阵通过缩放矩阵,然后转换是由转换矩阵矩阵。现在,您拥有了一个很棒的矩阵,当您将一个顶点乘以该矩阵时,它将将该顶点转换为所需的大小,旋转和位置。
因此,您可以通过此生成的矩阵来变换每个顶点。
然后在那之后,您应该完成!使用这些技术有望大大简化您的代码,并使您走上正确的道路:)
那么现在一些代码呢?
//I do not guarantee that this code compiles! I did not write it in an IDE nor did I compile it
float angleToRotX = 180f;
float angleToRotY = 90f;
float angleToRotZ = 0f;
// example vertex
Vector4f vertex = new Vector4f(0, 1, 0, 1);
// Rotate vertex's X coordinates by the desired degrees
Matrix4f rotationXMatrix = new Matrix4f();
rotationXMatrix.rotX(angleToRotX);
Matrix4f rotationYMatrix = new Matrix4f();
rotationYMatrix.rotY(angleToRotY);
Matrix4f rotationZMatrix = new Matrix4f();
rotationZMatrix.rotZ(angleToRotZ);
//now let's translate it by 1.5, 1, 1.5 in the X,Y,Z directions
Matrix4f translationMatrix = new Matrix4f();
translationMatrix.setTranslate(new Vector3f(1.5, 1, 1.5));
/*
Now we have our three rotational matrices. So we multiply them (transform them) to get a single matrix to transform all of the points in this model to the desired world coordinates
*/
Matrix4f rotationMatrix = new Matrix4f();
rotationMatrix.mul(rotationXMatrix);
rotationMatrix.mul(rotationYMatrix);
rotationMatrix.mul(rotationZMatrix);
Matrix4f worldMatrix = translationMatrix;
worldMatrix.mul(rotationMatrix);
//now worldMatrix, when applied to a vertex, will rotate it by X,Y,Z degrees about the origin of it's model space, and then translate it by the amount given in translationMatrix
worldMatrix.transform(vertex);
//now vertex should be (1.5, 0, 1.5, 1) with (x,y,z,1)
现在,该代码可以真正简化了,并且过于冗长。试试看!我没有安装Java下载我的机器上,但我抓住从Java文档的方法在这里
这是正在发生的事情的图像(同样,取自编码实验室):
(高级信息:四元数。这确实是在3D空间中定向模型的一种很酷的方法,但是我不太了解它们,无法向其他人解释它,我也认为您的问题是更根本)
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