4

我试图弄清楚如何让 Directx 中的相机根据它所面对的方向移动。

现在我移动相机的方式是将相机的当前位置和旋转传递给一个名为 PositionClass 的类。PositionClass 从另一个名为 InputClass 的类中获取键盘输入，然后更新相机的位置和旋转值，然后将其传递回相机类。

我编写了一些似乎对我有用的代码，使用相机俯仰和偏航，我可以让它朝着我指向相机的方向前进。

但是，当相机直视向上（俯仰=90）或直视向下（俯仰=-90）时，它仍然会改变相机的 X 和 Z 位置（取决于偏航）。

预期的行为是在向上或向下直视时，它只会沿 Y 轴移动，而不是沿 X 或 Z 轴移动。

这是计算新相机位置的代码

void PositionClass::MoveForward(bool keydown)
{
float radiansY, radiansX;


// Update the forward speed movement based on the frame time
// and whether the user is holding the key down or not.
if(keydown)
{
    m_forwardSpeed += m_frameTime * m_acceleration;

    if(m_forwardSpeed > (m_frameTime * m_maxSpeed))
    {
        m_forwardSpeed = m_frameTime * m_maxSpeed;
    }
}
else
{
    m_forwardSpeed -= m_frameTime * m_friction;

    if(m_forwardSpeed < 0.0f)                                                               
    {
        m_forwardSpeed = 0.0f;
    }
}

// ToRadians() just multiplies degrees by 0.0174532925f
radiansY = ToRadians(m_rotationY); //yaw
radiansX = ToRadians(m_rotationX); //pitch

// Update the position.
m_positionX += sinf(radiansY) * m_forwardSpeed;
m_positionY += -sinf(radiansX) * m_forwardSpeed;
m_positionZ += cosf(radiansY) * m_forwardSpeed;

return;
 }

重要的部分是最后更新位置的位置。

到目前为止，我只能推断出我的数学技能很糟糕。

那么，任何人都可以帮助我解决这个难题吗？我创建了一个小提琴来帮助测试数学。

编辑：小提琴使用我在 MoveForward 函数中使用的相同数学，如果您将音高设置为 90，您可以看到 Z 轴仍在修改

4

2 回答 2

6

感谢 Chaosed0 的回答，我能够找出正确的公式来计算特定方向的运动。

下面的固定代码与上面基本相同，但现在进行了简化和扩展，使其更易于理解。

首先我们确定相机移动的量，在我的例子中是m_forwardSpeed，但在这里我将它定义为偏移量。

float offset = 1.0f;

接下来，您将需要获取相机的 X 和 Y 旋转值（以度为单位！）

float pitch = camera_rotationX;
float yaw   = camera_rotationY;

然后我们将这些值转换为弧度

float pitchRadian = pitch * (PI / 180); // X rotation
float yawRadian   = yaw   * (PI / 180); // Y rotation

现在这里是我们确定新位置的地方：

float newPosX = offset *  sinf( yawRadian ) * cosf( pitchRadian );
float newPosY = offset * -sinf( pitchRadian );
float newPosZ = offset *  cosf( yawRadian ) * cosf( pitchRadian );

请注意，我们只将 X 和 Z 位置乘以 pitchRadian 的余弦，这是为了抵消相机在直视 (90) 或直视 (-90) 时的偏航方向和偏移量。

最后，你需要告诉你的相机新的位置，我不会介绍，因为它很大程度上取决于你如何实现你的相机。显然这样做是不正常的，而且可能效率低下。然而，正如 Chaosed0 所说，这对我来说是最有意义的！

于 2013-04-25T00:02:13.993 回答
4

老实说，我不完全确定我理解你的代码，所以让我尝试提供不同的观点。

我喜欢考虑这个问题的方式是在球坐标中，基本上只是 3D 中的极坐标。球坐标由三个数字定义：一个半径和两个角度。一个角度是偏航，另一个应该是俯仰，假设你没有滚动（我相信phi如果你有滚动，有一种方法可以得到，但我现在想不出如何）。在传统的数学符号中，theta是你的偏航，phi是你的俯仰，radius是你的移动速度，如下所示。

球坐标

请注意，phi 和 theta 的定义不同，具体取决于您查看的位置。

基本上，问题是获得一个m_forwardSpeed远离相机的点，具有正确的俯仰和偏航。为此，我们将“原点”设置为您的相机位置，获取球坐标，将其转换为笛卡尔坐标，然后将其添加到您的相机位置：

float radius = m_forwardSpeed;
float theta = m_rotationY;
float phi = m_rotationX

//These equations are from the wikipedia page, linked above
float xMove = radius*sinf(phi)*cosf(theta);
float yMove = radius*sinf(phi)*sinf(theta);
float zMove = radius*cosf(phi);

m_positionX += xMove;
m_positionY += yMove;
m_positionZ += zMove;

当然，您可以压缩很多这样的代码，但为了清楚起见，我对其进行了扩展。

你可以把它想象成在你的相机周围画一个球体。球体上的每个点都是下一个时间步长的潜在位置，具体取决于相机的旋转。

这可能不是最有效的方法，但在我看来，这肯定是最简单的考虑方法。实际上看起来这几乎正是您在代码中尝试执行的操作，但角度上的操作只是有点偏离。

于 2013-04-24T22:08:45.350 回答