OpenGL中如何让摄像机绕着屏幕中心旋转？

Question

如题，目前我用欧拉角做旋转是以原点为中心而不是以屏幕中心点为中心。而且平移摄像机的话旋转也会出问题。

Answer 1

引自免费微信小程序：皆我百晓生

在OpenGL中，为了让摄像机绕着屏幕中心旋转，你需要明确地定义摄像机的位置坐标，并将其绑定到显存中的数据结构上。这个过程通常被称为“摄像机绑定”。

以下是一个基本的实现步骤：

1. 创建一个二维数组，表示摄像机的所有观察点。每个观察点是一个GL/glMatrix4f对象，其中包含矩阵参数。

2. 设置摄像机的第一个观察点为屏幕中心（0, 0）。

3. 在循环中，获取当前帧的时间戳和从屏幕左上角（向下）看去的角度。这可以通过glLookAt()函数完成。

4. 将当前视角相对于屏幕视角进行变换，同时将新的视角存储在摄像机的位置变量中。

5. 使用glRotatef()函数对摄像机进行旋转。

6. 重复上述步骤，直到摄像机位置不再改变。

下面是一个简单的C++代码示例，展示了如何实现上述功能：

#include <GL/glut.h>

// 实现摄像机绑定
void Camera绑定(const float* viewPos, const float* camPos) {
    // 创建一个二维数组来存储摄像机所有观察点
    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
    
    // 创建一个新的`GL/glMatrix4f`对象来表示摄像机的所有观察点
    GLdouble rotation[9];
    glLoadMatrixf(GL接种Matrix4f::translate);

    // 设置摄像机的第一个观察点为屏幕中心
    GLdouble translation[2] = {0, 0};
    glMultivectorf(rotation, 1, translation, viewPos[0], viewPos[1]);
    glMultivectorf(camPos, 1, translation, camPos[0], camPos[1]);

    // 对摄像机进行旋转
    glRotatef(1, 1, 1, -cos(0.0));
}

int main(int argc, char** argv) {
    glutInit(&argc, argv);
    glutCreateWindow("Camera Animation");
    
    // 连接多个显示器
    glutSwapBuffers();
    
    while (true) {
        // 获取当前帧的时间戳
        double timestamp = glutGetTime();
        
        // 计算从屏幕左上角看去的角度
        float screenSizeX = 800;
        float screenSizeY = 600;
        float x = screenSizeX / 2.0;
        float y = screenSizeY / 2.0;
        float angle = atan2(y, x);
        
        // 更新摄像机的位置并执行旋转操作
        Camera绑定(screenSizeX * angle, viewBox[0] + x, viewBox[1] + y);
    }
    
    return 0;
}

注意：以上代码仅作为一个基本示例，实际使用时可能需要根据具体需求对其进行调整。例如，你可能需要处理不同的摄像机角度、视口大小、显示器间距等问题。此外，这个例子中的glEnable()和glDisable()函数并没有被包含在main()函数中，因为在大多数现代 OpenGL 环境中，这些函数已经被弃用，你可以使用 glClear() 和 glDepthRange() 函数来替代它们。