帶相機旋轉的3D透視投影

Question

我現在正在開發3d游戲引擎（非常簡單，只有多維數據集，也許還有其他一些簡單的3d對象）。 我正在使用C ++，對於圖形SFML，它是C ++的2d圖形庫。

我已經有了透視投影的公式：

S將是該點在屏幕上的位置。 P將是該點在3d空間中的位置。 E是眼睛（相機）的位置。

Sx =（（Ez *（Px-Ex））/（Ez + Pz））+ Ex

Sy =（（Ez *（Py-Ey））/（Ez + Pz））+ Ey

現在，效果很好！ 我現在想做的就是旋轉相機本身。 我已經考慮過圍繞相機旋轉其他所有內容，因為我可以使用當前代碼快速完成此操作，其中包括3d點的“ rotateAroundPoint”功能。

但是，有什么更快，更簡單的方法嗎？ 我的公式/是否有新功能允許我旋轉相機本身？

感謝您的幫助，希望有人能提供解決方案； D Arad Arble。

Answer 1

使我的評論成為答案。

我建議您研究一下主要圖形庫用於渲染的管道。 （例如OpenGL 。）SFML在后台使用OpenGL，因此您無需重新發明輪子。 這是OpenGL的另一個示例。

還要研究現有的矩陣庫（例如GLM） ，它們可提供所需的轉換。 如果可以將必要的轉換壓縮為OpenGL可以使用的幾個矩陣，則渲染管線將更快。 例如，您問題中的方程式通常會拆分為模型矩陣 （以從模型/局部空間->世界空間轉換每個頂點的位置）， 視圖矩陣 （以轉換世界空間->相機空間，創建頂點）從相機的角度看起來像），以及透視 投影矩陣 （從相機空間->屏幕空間進行轉換，並定義諸如視野之類的東西）。 當所有這些矩陣相乘時，最終得到最終矩陣，該矩陣與位置矢量相乘后，將在屏幕空間中為您提供位置。 因此，此最終矩陣將應用於場景中的每個頂點，其中包括模型變換，相機變換，透視圖划分，剪切等，以將最終頂點繪制到屏幕上。

為了回答您的原始問題，傳統上，“相機”由視圖矩陣和投影矩陣的組合表示。 要旋轉相機，您要做的就是將旋轉變換（或者可能是“ lookAt ”變換；很難從您的問題中分辨出來）應用於視圖矩陣 ，然后數學將繼續執行以下操作。