OpenGL ES平移和旋转

Question

不知道是在这里还是在GameDev中发布，但是由于它并不是真正的游戏开发，所以我决定在这里询问。

我正在Android上尝试OpenGL ES 2，现在我有了一个简单的设置。 我从.obj文件加载一个对象，然后将其显示在屏幕上，然后可以使用触摸控件围绕该对象旋转相机。 我的viewMatrix设置如下：

double[] dist = {DISTANCE * Math.sin(yawAngle) * Math.abs(Math.cos(pitchRollAngle)),
        DISTANCE * Math.sin(pitchRollAngle),
        DISTANCE * Math.cos(yawAngle) * Math.abs(Math.cos(pitchRollAngle))};

Matrix.setLookAtM(viewMatrix, 0, (float) dist[0], (float) dist[1], (float) dist[2], 0f, 0f, 0f, 0f, 1.0f, 0.0f);

我的投影矩阵就是这样：

Matrix.frustumM(projectionMatrix, 0, -ratio, ratio, -1, 1, 3, 100);

我通过触摸事件设置偏航角/ pitchRoll角度。 现在可以正常工作，当对象位于屏幕中央时，我可以像应该的那样旋转。 但是，如果我尝试移动对象，例如，在X轴上这样移动1个单位：

float[] modelMatrix = new float[16];
Matrix.setIdentityM(modelMatrix, 0);
Matrix.translateM(modelMatrix, 0, 1, 0, 0);

然后像这样将它们全部相乘：

float[] MVPMatrix = new float[16];
Matrix.multiplyMM(MVPMatrix, 0, modelMatrix, 0, viewMatrix, 0);
Matrix.multiplyMM(MVPMatrix, 0, projectionMatrix, 0, MVPMatrix, 0);

该对象在其位置旋转，但是我希望它绕(0, 0, 0)点旋转。 我究竟做错了什么？

Answer 1

我记得在Delphi 2010中必须使用OpenGL时遇到类似的问题。 诀窍是将对象放回<0，0，0>，进行旋转，然后在绘制框架之前将其放回其原始位置。 我不记得我是怎么做的，也因为我的前任老板属于我而无法再访问该代码，但这就是我所记得的。

Answer 2

问题出在这一行：

Matrix.multiplyMM(MVPMatrix, 0, modelMatrix, 0, viewMatrix, 0);

我只是切换了模型和视图矩阵，以便它们以相反的方式相乘，并且可以正常工作！ 像这样：

 Matrix.multiplyMM(MVPMatrix, 0, viewMatrix, 0, modelMatrix, 0);

感谢@Zubaja为我指出正确的方向！

Answer 3

这是关于矩阵乘法的最普遍的问题之一。 在您的情况下，您需要先旋转对象然后平移它。 因此，如果先平移到X然后旋转，该对象将出现在位置X，但绕其自身的轴旋转。 如果先旋转然后再按X平移，则该对象将不会出现在X处，而是在旋转X本身得到的点处。 这是预期的结果，并且它是如何工作的。

因此，了解发生了什么：矩阵实际上由3个基本向量和一个中心组成。 当相同时，基本向量是(1,0,0) ， (0,1,0) ， (0,0,1) ， (0,0,0) 。 现在，当将此矩阵乘以某种变换后，基本向量实际上就被变换了。 结果是矩阵包含其自己的坐标系，在该坐标系中转换似乎是“逻辑的”。 这导致旋转矩阵将永远不会改变对象的中心。

我知道这太复杂了，但实际上很难想象这种效果：就好像矩阵乘法实际上是从第一人称视角看向角色的命令一样。 因此，当您说“前进”（翻译）时，您向前走了一步，现在“转90度”，然后转90度并仍然在同一位置，现在“再次前进”，您又向前走了一步，但这是实际上与开始时的方向不同...

因此，您要做的就是说“前进1”，现在将ANGLE旋转。 这导致对象保持在相同位置并围绕其自身的轴旋转。 现在您应该做的是说“转向目标”（按ANGLE旋转），现在“按1前进”，甚至“按-ANGLE ”，这样您将面对与开始时相同的方向。

希望这种解释对您有所帮助。