如何正确使用 gluLookAt？

Question

我不想进入复杂的三角学来计算 3D 世界的旋转和类似的东西，所以 gluLookAt 似乎是一个不错的选择。根据文档，我需要做的就是为相机位置放置 3 个坐标，为我应该查看的位置放置 3 个坐标，以及一个“向上”位置。最后一个没有任何意义，直到我认为它必须与屏幕顶部方向的视线成直角。

它根本不是那样的。我有一些Python代码。这是当我进入游戏的这一部分时初始化一些数据和一些模式代码的代码：

def init(self):
    self.game_over = False
    self.z = -30
    self.x = 0
def transfer(self):
    #Make OpenGL use 3D
    game.engage_3d(45,0.1,100)
    gluLookAt(0,0,-30,0,0,0,0,1,0)

“game.engage_3d(45,0.1,100)”基本上将投影矩阵设置为具有 45 度视角和近远坐标为 0.1 和 100。

第一个 gluLookAt 很好地将相机置于正确的位置。

我有一个以 (0,0,0) 为中心绘制的立方体，无需 gluLookAt 即可正常工作。在绘制它之前，我有这样的代码：

gluLookAt(self.x,0,self.z,0,0,0,0,1,0)
if game.key(KEY_UP):
    self.z += 2.0/game.get_fps()
if game.key(KEY_DOWN):
    self.z -= 2.0/game.get_fps()
if game.key(KEY_LEFT):
    self.x += 2.0/game.get_fps()
if game.key(KEY_RIGHT):
    self.x -= 2.0/game.get_fps()

现在，向上的位置应该始终与它始终处于直角相同。我本以为它会做的是使用向上和向下键在 z 轴上前后移动，并使用向左和向右键在 x 轴上左右移动。实际发生的情况是，当我使用左右键时，立方体将围绕“眼睛”旋转，并通过按键加速。向上键会导致另一个立方体不知从何而来，切过屏幕并击中第一个立方体。向下键可以带回神秘​​的克隆立方体。这可以与轮换相结合，以产生与文档所述完全不同的结果。

到底出了什么问题？

谢谢。

Answer 1

（gluLookAt 中“向上”向量背后的直觉很简单：看任何东西。现在将头倾斜 90 度。你所在的位置没有改变，你看的方向也没有改变，但是你的图像中的图像没有改变。视网膜显然有什么区别？那是向上向量。）

但是回答你的问题： gluLookAt 调用不应该被连接。换句话说，如果您不确切知道 gluLookAt 的工作原理，则可以使用 gluLookAt 的唯一模式如下：

glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
glLoadIdentity();
gluLookAt(...);
# do not touch the modelview matrix anymore!

从您的代码看来，您正在做这样的事情：

glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
glLoadIdentity();
gluLookAt(...);
# some stuff..
gluLookAt(...);

这将生成奇怪的结果，因为 gluLookAt将当前矩阵乘以它计算的观察矩阵。如果你想连接转换，你最好弄清楚如何让 glTranslate、glScale 和 glRotatef 为你工作。更好的是，您应该了解坐标变换的工作原理并坚持使用 glMultMatrix。