前言

目的

实现像Unity编辑时有一个编辑摄像机呈现画面给开发人员，运行时有一个主摄像机呈现游戏画面给玩家。
如何实现

使用Cherno写好的EditorCamera类
实现细节
1. 编辑时摄像机是透视投影摄像机
2. 编辑时摄像机缩小不会透过实体，这样更简单实现
3. 编辑时摄像机越接近实体，它的放大范围越小
4. 不同FPS第一人称摄像机，这个编辑式摄像机是围绕一个点旋转平移的摄像机

编辑时摄像机大致运行流程

设置好编辑时摄像机参数：宽高比、视角角度、近、远
```
m_EditorCamera = EditorCamera(30.0f, 1.778f, 0.1f, 1000.0f);
```

在EditorLayer中的OnUpdate与OnEvent

执行编辑时摄像机的OnUpdate，OnEvent，为了因开发人员操作而改变的位置、旋转，从而更新投影、视图矩阵

// 不需要焦点，每一帧都需要刷新
m_EditorCamera.OnUpdate(ts);

void EditorLayer::OnEvent(Event& e)
{
      
      
    m_EditorCamera.OnEvent(e);

在EditorLayer中的OnUpdate

执行Scene的Update时是执行Scene的OnUpdateEditor函数，参数是传入编辑时的摄像机
在OnUpdateEditor函数中，给渲染类传入编辑时摄像机的投影视图矩阵
在渲染类中上传摄像机的投影和视图矩阵给OpenGL，参与运算物体顶点的最终位置

m_ActiveScene->OnUpdateEditor(ts, m_EditorCamera);

void Scene::OnUpdateEditor(Timestep ts, EditorCamera& camera)
{
      
      
    Renderer2D::BeginScene(camera);
    auto group = m_Registry.group<TransformComponent>(entt::get<SpriteRendererComponent>);
    for (auto entity : group) {
      
      
    auto [transform, sprite] = group.get<TransformComponent, SpriteRendererComponent>(entity);
    Renderer2D::DrawQuad(transform.GetTransform(), sprite.Color);
    }
    Renderer2D::EndScene();
}

void Renderer2D::BeginScene(const EditorCamera& camera)
{
      
      
    HZ_PROFILE_FUNCTION();

    glm::mat4 viewProj = camera.GetViewProjection();

    s_Data.TextureShader->Bind();
    s_Data.TextureShader->SetMat4("u_ViewProjection", viewProj);
    StartBatch();
}

细节：将gizmos关联编辑时的摄像机投影与视图矩阵，而不是运行时的摄像机

// Camera - editor 编辑时的摄像机矩阵
const glm::mat4& cameraProjection = m_EditorCamera.GetProjection();
glm::mat4 cameraView = m_EditorCamera.GetViewMatrix();
......
// 这里可以说是传入相应参数，得到绘画出来的gizmos
ImGuizmo::Manipulate(glm::value_ptr(cameraView), glm::value_ptr(cameraProjection),
                     (ImGuizmo::OPERATION)m_GizmoType, ImGuizmo::LOCAL, glm::value_ptr(transform),
                     nullptr, snap ? snapValues : nullptr);

讲解编辑时摄像机移动与缩放实现

为什么不讲旋转，不太会，而且此节大都是我自己推的，大概率有误，仅提供参考，忽全信

编辑时摄像机参数略讲

glm::vec3 m_Position = {
      
       0.0f, 0.0f, 10.0f };	// 摄像机的位置
glm::vec3 m_FocalPoint = {
      
       0.0f, 0.0f, 0.0f }; // 焦点的位置为原点

glm::vec2 m_InitialMousePosition = {
      
       0.0f, 0.0f };// 记录当前鼠标位置，为了计算移动鼠标后焦点的位置

float m_Distance = 10.0f;// 控制摄像机的z位置，为实现缩放效果

当鼠标按着中键移动。目的是为了移动焦点m_FocalPoint

用移动后的鼠标坐标减去当前的鼠标坐标，得到偏移量是向量且有正负（可以实现斜着移动）
获取方向向量与偏移量相乘得到焦点的最终要平移的数值delta

void EditorCamera::OnUpdate(Timestep ts)
{
      
      
    if (Input::IsKeyPressed(Key::LeftAlt)) {
      
      
        const glm::vec2& mouse{
      
       Input::GetMouseX(), Input::GetMouseY() };
        /*
			若鼠标向右移动,mouse{1,0} - m_InitialMousePosition{0,0}= {1,0} 
		*/ 
        glm::vec2 delta = (mouse - m_InitialMousePosition) * 0.003f;
        m_InitialMousePosition = mouse;

        if (Input::IsMouseButtonPressed(Mouse::ButtonMiddle)) {
      
      
            MousePan(delta); // 中键平移
        }
        ......

// 移动焦点，从原点000移动到xy0点
void EditorCamera::MousePan(const glm::vec2& delta)
{
      
      
	auto [xSpeed, ySpeed] = PanSpeed();
	/*
		加上负号是因为，焦点往右方向(1, 0, 0)移动到(1, 0， 0)点，使得物体左移效果
				可见焦点移动方向与物体移动方向相反，加上负号才能使得焦点右移时变为向左移到(-1,0，0)，使得物体为右移
	*/ 
	/*
		假设鼠标向右移动,delta{1,0},-GetRight(){ 1,0,0}->{-1,0,0},m_FocalPoint=m_FocalPoint{0,0,0}+{-1,0,0}={-1,0,0}
				即焦点移动到-1,0,0的位置(左)是使得物体向右移动效果
		假设鼠标向左移动,delta{-1,0},-GetRigh(){-1,0,0}->{ 1,0,0},m_FocalPoint=m_FocalPoint{0,0,0}+{ 1,0,0}={1,0,0}
				即焦点移动到 1,0,0的位置(右)是使得物体向左移动效果
	*/
	m_FocalPoint += -GetRightDirection() * delta.x * xSpeed * m_Distance;
	// 不加负号是因为，焦点往上方向(0,1,0)移动到(0,1,0)，使得物体下移效果
	/*
		假设鼠标向上移动,delta{ 0,1},GetUpDirection(){ 0,1,0},m_FocalPoint=m_FocalPoint{0,0,0}+{0,1,0}={ 0,1,0}
				即焦点移动到 0,1,0(上)的位置是使得物体向下移动效果
		假设鼠标向下移动,delta{0,-1},GetUpDirection(){0,-1,0},m_FocalPoint=m_FocalPoint{0,0,0}+{0,-1,0}={0,-1,0}
				即焦点移动到0,-1,0(下)的位置是使得物体向上移动效果
	*/
	m_FocalPoint += GetUpDirection() * delta.y * ySpeed * m_Distance;
}

// 获得旋转矩阵沿着y轴的向量。
// 返回vec3(0, 1, 0);或者 vec3(0, -1, 0)得到是往上还是往下的向量
glm::vec3 EditorCamera::GetUpDirection() const
{
      
      
    return glm::rotate(GetOrientation(), glm::vec3(0.0f, 1.0f, 0.0f));
}
// 获得旋转矩阵沿着x轴的向量。
// 返回vec3(1, 0, 0)(右);或者 vec3(-1, 0, 0)(左)得到是往右还是往左的向量
glm::vec3 EditorCamera::GetRightDirection() const
{
      
      
    return glm::rotate(GetOrientation(), glm::vec3(1.0f, 0.0f, 0.0f));
}

得到新的焦点后，计算摄像机的位置，再计算投影视图矩阵。

摄像机的位置是由焦点m_FocalPoint和焦距m_Distance来决定的，m_Distance控制了摄像机的z位置（控制实现缩放效果）

void EditorCamera::UpdateView()
{
      
      
    // m_Yaw = m_Pitch = 0.0f; // 锁定摄像机的旋转角度 = 不旋转
    // 焦点沿着向后的方向得到摄像机的位置
    m_Position = CalculatePosition();

    glm::quat orientation = GetOrientation();
    m_ViewMatrix = glm::translate(glm::mat4(1.0f), m_Position) * glm::toMat4(orientation); //视图矩阵=位置矩阵*旋转矩阵*(缩放矩阵)
    m_ViewMatrix = glm::inverse(m_ViewMatrix);// 取逆才是物体的视图矩阵
}

// 获得摄像机的位置。m_Distance控制了摄像机的z位置（控制实现缩放效果）
glm::vec3 EditorCamera::CalculatePosition() const
{
      
      
    // 当m_Pitch、m_Yaw = 0 得到vec3(0,0,-1)向后的向量
    // temp = vec3(0,0,-1) * 10 = vec3(0,0,-10)。
    glm::vec3 temp = GetForwardDirection() * m_Distance;
    /*
		m_FocalPoint(0,0,0) - temp(0,0,-10) = (0,0,10)
		焦点向后移动10，得到摄像机的位置！(0,0,10)
	*/
    return m_FocalPoint - temp;							
    //return m_FocalPoint - GetForwardDirection() * m_Distance;
}

效果

Cherno说，由于没有开启面剔除，所以有双面，可以认为是3D。

Hazel游戏引擎（094）编辑时的摄像机

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