第10讲摄像机漫游Word文档下载推荐.docx
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在世界坐标系中，这几个分量都通过向量表示，并且实际上它们为摄像机定义了一个局部坐标系，
需要将世界坐标系中的物体随着摄像机一起进行变换，以便让摄像机的坐标系与世界坐标系完全重合
摄像机变换
Ø
1．沿各分量平移
由于摄像机包含向右、向上、观察三个分量，因此可以控制摄像机分别沿这三个分量进行平移。
其中，沿右分量的平移称作扫视，沿上分量的平移称作升降，而沿观察分量的平移称作平动，如图所示
2．绕各分量旋转
摄像机的另一种变换是分别绕上分量、右分量和观察分量进行旋转。
其中，绕上分量的旋转称作偏航，绕右分量的旋转称作俯仰，而绕观察分量的旋转称作滚动，如图所示
3．绕观察点旋转
摄像机的平移和旋转已经能够满足简单的应用，但是有时候还需要将观察点固定，并控制摄像机围绕该点做圆周运动，以便能够从不同角度观察同一物体。
因此，还需要让摄像机绕某个点进行旋转，如图所示
以摄像机在y方向上绕点l=（lx,ly,lz）旋转为例，假设当前摄像机位于p点（观察点l与p点同在y平面内），那么当摄像机按逆时针方向旋转a角度后应该位于p’点，如图所示。
//摄像机绕Y轴旋转fAngle角度
VOIDCCamera:
:
CircleRotationY（FLOATfAngle）
{
D3DXMATRIXR;
D3DXMatrixRotationAxis（&
R,&
m_vUpVec,fAngle）;
D3DXVec3TransformCoord（&
m_vRightVec,&
R）;
m_vLookVec,&
floatdx=m_vPosition.x-m_vLookat.x;
floatdz=m_vPosition.z-m_vLookat.z;
m_vPosition.x=m_vLookat.x+dx*cosf（fAngle）-dz*sinf（fAngle）;
m_vPosition.z=m_vLookat.z+dx*sinf（fAngle）+dz*cosf（fAngle）;
ResetLookatPos（&
m_vLookat）;
}
根据上面介绍的内容，可以定义一个具有九个自由度的摄像机CCamera类，其中可以沿三个分量平移、绕三个分量旋转，以及在三个坐标方向上绕观察点旋转。
4．CCamera类定义
#pragmaonce
#include<
d3d9.h>
d3dx9.h>
//--------------------------------------------------------------------------------------
//Name:
classCCamera
//Desc:
虚拟摄像机平移、旋转
classCCamera
private:
D3DXVECTOR3m_vRightVec;
//摄像机右侧向量
D3DXVECTOR3m_vUpVec;
//摄像机上方向量
D3DXVECTOR3m_vLookVec;
//摄像机视线方向
D3DXVECTOR3m_vPosition;
//摄像机当前位置
D3DXMATRIXm_matView;
//摄像机矩阵
D3DXMATRIXm_matProj;
//投影矩阵
D3DXVECTOR3m_vLookat;
//摄像机视线位置
LPDIRECT3DDEVICE9m_pd3dDevice;
public:
CCamera（IDirect3DDevice9*pd3dDevice）;
virtual~CCamera（void）;
VOIDGetViewMatrix（D3DXMATRIX*pMatrix）;
//获取摄像机矩阵
VOIDGetProjMatrix（D3DXMATRIX*pMatrix）{*pMatrix=m_matProj;
}
VOIDGetCameraPos（D3DXVECTOR3*pVector）{*pVector=m_vPosition;
VOIDGetLookVector（D3DXVECTOR3*pVector）{*pVector=m_vLookVec;
VOIDResetLookatPos（D3DXVECTOR3*pLookat=NULL）;
//设置视线位置
VOIDResetCameraPos（D3DXVECTOR3*pVector=NULL）;
//设置摄像机位置
VOIDResetViewMatrix（D3DXMATRIX*pMatrix=NULL）;
//设置摄像机（观察）矩阵
VOIDResetProjMatrix（D3DXMATRIX*pMatrix=NULL）;
//设置投影矩阵
//沿各分量平移
VOIDMoveAlongRightVec（FLOATfUnits）;
//沿right向量移动
VOIDMoveAlongUpVec（FLOATfUnits）;
//沿up向量移动
VOIDMoveAlongLookVec（FLOATfUnits）;
//沿look向量移动
//绕各分量旋转
VOIDRotationRightVec（FLOATfAngle）;
//绕right向量选择
VOIDRotationUpVec（FLOATfAngle）;
//绕up向量旋转
VOIDRotationLookVec（FLOATfAngle）;
//绕look向量旋转
//绕空间点旋转
VOIDCircleRotationX（FLOATfAngle）;
//在X方向上绕观察点旋转
VOIDCircleRotationY（FLOATfAngle）;
//在Y方向上绕观察点旋转
VOIDCircleRotationZ（FLOATfAngle）;
//在Z方向上绕观察点旋转
};
5、摄像机类CCamera类的实现
#include"
Camera.h"
fstream>
CCamera:
CCamera（IDirect3DDevice9*pd3dDevice）
m_pd3dDevice=pd3dDevice;
m_vRightVec=D3DXVECTOR3（1.0f,0.0f,0.0f）;
//默认右向量与X正半轴重合
m_vUpVec=D3DXVECTOR3（0.0f,1.0f,0.0f）;
//默认上向量与Y正半轴重合
m_vLookVec=D3DXVECTOR3（0.0f,0.0f,1.0f）;
//默认观察向量与Z正半轴重合
m_vPosition=D3DXVECTOR3（0.0f,0.0f,0.0f）;
//默认摄像机的位置为原点
m_vLookat=D3DXVECTOR3（0.0f,0.0f,0.0f）;
GetViewMatrix（&
m_matView）;
//取得取景变换矩阵
D3DXMatrixPerspectiveFovLH（&
m_matProj,D3DX_PI/4.0f,1.0f,1.0f,2000.0f）;
//投影变换矩阵
~CCamera（void）
GetViewMatrix（D3DXMATRIX*pMatrix）
//使各分量相互垂直
D3DXVec3Normalize（&
m_vLookVec）;
D3DXVec3Cross（&
m_vUpVec,&
m_vRightVec）;
//上向量与观察向量垂直
m_vUpVec）;
//规格化上向量
//右向量与上向量垂直
//你能通过左手法则确定叉积返回的向量。
按照第一个向量指向第二个向量弯曲你的左手，//这时拇指所指的方向就是叉积向量所指的方向。
//规格化右向量
//创建取景变换矩阵
pMatrix->
_11=m_vRightVec.x;
//Rx
_12=m_vUpVec.x;
//Ux
_13=m_vLookVec.x;
//Lx
_14=0.0f;
_21=m_vRightVec.y;
//Ry
_22=m_vUpVec.y;
//Uy
_23=m_vLookVec.y;
//Ly
_24=0.0f;
_31=m_vRightVec.z;
//Rz
_32=m_vUpVec.z;
//Uz
_33=m_vLookVec.z;
//Lz
_34=0.0f;
_41=-D3DXVec3Dot（&
m_vPosition）;
//-P*R
_42=-D3DXVec3Dot（&
//-P*U
_43=-D3DXVec3Dot（&
//-P*L
_44=1.0f;
ResetLookatPos（D3DXVECTOR3*pLookat）
if（pLookat!
=NULL）m_vLookat=（*pLookat）;
elsem_vLookat=D3DXVECTOR3（0.0f,0.0f,1.0f）;
m_vLookVec=m
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