Реализовать вращение 3D объекта как вращение камеры

@Taras A · Регистрация: 21.04.2013

Author24 — интернет-сервис помощи студентам

Существует некий объект в 3D пространстве (для примера используем куб). В исходном положении это дело выглядит как на рисунке 1 первый куб (ось Z направлена на нас, куб повернут на 45 градусов вокруг оси Z).
Вращение объекта реализуется при помощи задания углов поворота вокруг оси X, Y, Z. То есть при задании, различных углов , объект может выглядеть как 2-4 кубы. Проблема в том, что таким образом управлять вращением в рамках моей задачи невозможно.

Необходимо каким-то образом преобразовывать углы поворота таким образом, чтобы появился эффект использования камеры, и картинка могла принимать лишь только вид, подобный рисунку 2(вертикальные грани (ребра) куба имеют вертикальное положение). Как реализовать такую возможность?

@Fulcrum_013 · 09.06.2015, 21:19

матрица LookAt, камеру двигаешь по сфере (точка Eye вычисляется по сферическим координатам по праметрическому уравнению сферы, u - азимут от 0 до 2Pi, v - угол местности (возвышения) от -Pi/2 до Pi/2, r-дистанция до объекта), центр сферы - центр объекта, точка Target - центр объекта.

@Taras A · 09.06.2015, 22:01 **[ТС]**

Fulcrum_013, движок я писал сам, никаких LookAt у меня нету.

Проблему решил следующим образом. Вращение происходит в два этапа: в исходном, начальном положении объект поворачивается на нужный угол вокруг оси Z (направлена на нас), затем поворачиваем объект вокруг оси X (направлена горизонтально) на нужный угол. Если нужно еще раз повернуть объект, то возвращаем его в исходное положение, и выполняем процедуру еще раз. Таким образом отбрасываются лишние повороты.

@Fulcrum_013 · 09.06.2015, 22:14

Сообщение от Taras A

Кстати движок я писал сам, никаких LookAt у меня нету.

Ну вполне возможно что самое время ей появиться. У меня к примеру в самодельном движке кроме LookAt еще и LookTo присутствует. Разница между ними - LookAt - вычисляет видовую матрицу(т.е. со смещением начала отсчета в 0), а LookTo вычисляет матрицу трансформации объекта для установки его в заданной точке пространства с заданной ориентацией оси Z

Сообщение от Taras A

Таким образом отбрасываются лишние повороты.

Вобще в исходе ставился вопрос имитации камеры при вращении по всем трем осям, т.е. фактически "полет вокруг объекта"

@Taras A · 09.06.2015, 23:21 **[ТС]**

Fulcrum_013, по поводу "полета вокруг объекта", может быть я не совсем понятно описал свой костыль, но работает этот как раз таким образом.

Костыль потому, что несколько дней гугления так и не привели меня к матрицам поворота камеры. Везде идет речь только о вращении самого объекта.

@Fulcrum_013 · 10.06.2015, 03:39

Сообщение от Taras A

что несколько дней гугления так и не привели меня к матрицам поворота камеры

DirectX SDK. И в Microsoft Platform SDK в разделе OpenGL есть формулы. Так же как и по остальным матрицам используемым в конвейере.

Добавлено через 4 часа 0 минут

Delphi

{
* -Cross product operator   
/ - Dot product operator
}
function LookAt(Target, Eye, Up: TVector): TMatrix;
var
  XAxis, YAxis, ZAxis: TVector;
begin
  Result.Identity;
  Result.ZAxis := (Target-Eye).Normalized;
  Result.XAxis := (Up*Result.ZAxis).Normalized;
  Result.YAxis := Result.ZAxis * Result.XAxis;
 
  Result.X := -(Eye / Result.XAxis);
  Result.Y := -(Eye / Result.YAxis);
  Result.Z := -(Eye / Result.ZAxis);
 
end;

Добавлено через 2 минуты

Сообщение от Taras A

Везде идет речь только о вращении самого объекта.

Движение и вращение - штука относительная. движение/вращение камеры есть движение/вращение мира в обратном направлении в ЛСК камеры.

@Taras A · 10.06.2015, 03:59 **[ТС]**

Fulcrum_013, У меня движок написан с нуля, безовсяких директиксов и прочих опенгл. Матницы поворота, масштаба, перемещения и прочий инструментарий создан с чистого листа. Причем тут сдк? Или там есть нужный мне матан?

Движение камеры и вращения объкта по сути одно и тоже. Собственно с этого и начиналась тема.

@Fulcrum_013 · 10.06.2015, 04:14

Сообщение от Taras A

Или там есть нужный мне матан?

Матана там нет. Только вычислительная геометрия (матрицы поворота к этому разделу математики относятся а не к матану), которая тебе и нужна.

Добавлено через 2 минуты

Сообщение от Taras A

Движение камеры и вращения объкта по сути одно и тоже. Собственно с этого и начиналась тема.

Ну да. тот код который привел в принципе можно заменить кучей нахождений обратных матриц и т.д. потому как не совсем одно и тоже, движение/поворот камеры - это набор обратных поворота/движений объекта

@Taras A 0 / 0 / 0 Регистрация: 21.04.2013 Сообщений: 34
		1
	Реализовать вращение 3D объекта как вращение камеры 24.05.2015, 13:06. Показов 5996. Ответов 7 Метки нет (Все метки) Существует некий объект в 3D пространстве (для примера используем куб). В исходном положении это дело выглядит как на рисунке 1 первый куб (ось Z направлена на нас, куб повернут на 45 градусов вокруг оси Z). Вращение объекта реализуется при помощи задания углов поворота вокруг оси X, Y, Z. То есть при задании, различных углов , объект может выглядеть как 2-4 кубы. Проблема в том, что таким образом управлять вращением в рамках моей задачи невозможно. Необходимо каким-то образом преобразовывать углы поворота таким образом, чтобы появился эффект использования камеры, и картинка могла принимать лишь только вид, подобный рисунку 2(вертикальные грани (ребра) куба имеют вертикальное положение). Как реализовать такую возможность? Миниатюры 0

@Fulcrum_013 2082 / 1573 / 169 Регистрация: 14.12.2014 Сообщений: 13,614
	09.06.2015, 21:19	2
	матрица LookAt, камеру двигаешь по сфере (точка Eye вычисляется по сферическим координатам по праметрическому уравнению сферы, u - азимут от 0 до 2Pi, v - угол местности (возвышения) от -Pi/2 до Pi/2, r-дистанция до объекта), центр сферы - центр объекта, точка Target - центр объекта. 0

@Taras A 0 / 0 / 0 Регистрация: 21.04.2013 Сообщений: 34
	09.06.2015, 22:01 [ТС]	3
	Fulcrum_013, движок я писал сам, никаких LookAt у меня нету. Проблему решил следующим образом. Вращение происходит в два этапа: в исходном, начальном положении объект поворачивается на нужный угол вокруг оси Z (направлена на нас), затем поворачиваем объект вокруг оси X (направлена горизонтально) на нужный угол. Если нужно еще раз повернуть объект, то возвращаем его в исходное положение, и выполняем процедуру еще раз. Таким образом отбрасываются лишние повороты. 0

@Fulcrum_013 2082 / 1573 / 169 Регистрация: 14.12.2014 Сообщений: 13,614
	09.06.2015, 22:14	4
	Сообщение от Taras A Кстати движок я писал сам, никаких LookAt у меня нету. Ну вполне возможно что самое время ей появиться. У меня к примеру в самодельном движке кроме LookAt еще и LookTo присутствует. Разница между ними - LookAt - вычисляет видовую матрицу(т.е. со смещением начала отсчета в 0), а LookTo вычисляет матрицу трансформации объекта для установки его в заданной точке пространства с заданной ориентацией оси Z Сообщение от Taras A Таким образом отбрасываются лишние повороты. Вобще в исходе ставился вопрос имитации камеры при вращении по всем трем осям, т.е. фактически "полет вокруг объекта" 0

@Taras A 0 / 0 / 0 Регистрация: 21.04.2013 Сообщений: 34
	09.06.2015, 23:21 [ТС]	5
	Fulcrum_013, по поводу "полета вокруг объекта", может быть я не совсем понятно описал свой костыль, но работает этот как раз таким образом. Костыль потому, что несколько дней гугления так и не привели меня к матрицам поворота камеры. Везде идет речь только о вращении самого объекта. 0

@Taras A 0 / 0 / 0 Регистрация: 21.04.2013 Сообщений: 34
	10.06.2015, 03:59 [ТС]	7
	Fulcrum_013, У меня движок написан с нуля, безовсяких директиксов и прочих опенгл. Матницы поворота, масштаба, перемещения и прочий инструментарий создан с чистого листа. Причем тут сдк? Или там есть нужный мне матан? Движение камеры и вращения объкта по сути одно и тоже. Собственно с этого и начиналась тема. 0

@Fulcrum_013 2082 / 1573 / 169 Регистрация: 14.12.2014 Сообщений: 13,614
	10.06.2015, 04:14	8
	Сообщение от Taras A Или там есть нужный мне матан? Матана там нет. Только вычислительная геометрия (матрицы поворота к этому разделу математики относятся а не к матану), которая тебе и нужна. Добавлено через 2 минуты Сообщение от Taras A Движение камеры и вращения объкта по сути одно и тоже. Собственно с этого и начиналась тема. Ну да. тот код который привел в принципе можно заменить кучей нахождений обратных матриц и т.д. потому как не совсем одно и тоже, движение/поворот камеры - это набор обратных поворота/движений объекта 0