LearnOpenGL学习笔记(七)

1.摄像机概述

1.1LookAt矩阵

要想在OpenGL中顺利的使用摄像机，我们需要借助GLM来构建一个LookAt矩阵，形式如下：

glm::mat4 view;
view = glm::lookAt(glm::vec3(0.0f, 0.0f, 3.0f), 
           glm::vec3(0.0f, 0.0f, 0.0f), 
           glm::vec3(0.0f, 1.0f, 0.0f));

lookAt 函数需要接受三个vec3参数，分别是摄像机的位置向量、目标以及上向量。这里的位置向量是从原点指向摄像头位置的向量，目标是摄像头镜头所对着的地方，而上向量是表示世界空间中的上向量。

一个合格的摄像机系统应当能做到视角的自由切换，那我们就需要将lookAt的三个参数用变量来代替，这样才能做到实时变化：

glm::vec3 cameraPos   = glm::vec3(0.0f, 0.0f,  3.0f);
glm::vec3 cameraFront = glm::vec3(0.0f, 0.0f, -1.0f);
glm::vec3 cameraUp    = glm::vec3(0.0f, 1.0f,  0.0f);
//用三个变量作为参数
view = glm::lookAt(cameraPos, cameraPos + cameraFront, cameraUp);

这里的cameraPos仍然是摄像机的位置向量，而cameraFront则是当前摄像头镜头的朝向方向，cameraUp仍然是上向量。
由于lookAt函数接受的第二个参数是目标向量，故需要将cameraPos向量与cameraFront向量求和，才能得到代表目标位置的向量，如下图所示：
在这里插入图片描述
cameraPos代表的摄像头的位置向量，cameraFront代表的是摄像机镜头朝向的方向，将这两个向量相加才是我们想要的目标向量(可以理解成获得了镜头目标的世界坐标)。

1.2真实的FPS——不能飞行

为了让摄像机系统更符合实际，也就是不能随意飞行，我们需要设定摄像机的位置的y坐标始终是一个固定值，也就是说只在x轴与z轴上活动，但视角仍然是可以随意转动的。这就需要在处理WASD的函数中将Position.y始终置为0.0f 。

void ProcessKeyboard(Camera_Movement direction, float deltaTime)
    {
        float velocity = MovementSpeed * deltaTime;
        if (direction == FORWARD)
        //真正的FPS摄像机（也就是说不能够随意飞行）
        Position += Front  * velocity;
        if (direction == BACKWARD)
        Position -= Front  * velocity;
        if (direction == LEFT)
        Position -= Right * velocity;
        if (direction == RIGHT)
        Position += Right * velocity;
        //不能随意飞行
        Position.y = 0.0f;
    }

2.代码及运行结果

完整的代码点击这里，给出的是一个真正的FPS摄像机（也就是说不能够随意飞行），视角可以随意转动，但是移动的时候只能在一个平面。

运行结果如下图所示：
在这里插入图片描述
通过 WASD移动并辅以鼠标转动视角则如下图所示：

正确的程序应当使我们能够随意转动视角，但只能在一个平面移动。