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source/24-hud-revisited.md
This commit is contained in:
@@ -1,24 +1,24 @@
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# 镜头(Camera)
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# 摄像机(Camera)
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在这个章节我们将学到如何渲染3D场景的画面,这个能力就像一个镜头可以在3D世界穿梭,然而实际上是用来说明他的一种编程语言。
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在这个章节我们将学到如何渲染3D场景的画面,这个能力就像一个摄像机可以在3D世界穿梭,然而实际上是用来说明他的一种编程语言。
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但是如果你尝试在OpenGL寻找中这些特定的镜头功能,你会发现这根本不是镜头,换句话说镜头一直是固定住的,以屏幕\(0, 0, 0\)的位置为中心点
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但是如果你尝试在OpenGL寻找中这些特定的摄像机功能,你会发现这根本不是摄像机,换句话说摄像机一直是固定住的,以屏幕\(0, 0, 0\)的位置为中心点
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之所以这样,我们应该模拟出一个镜头可以在三维度空间中移动的镜头。但是如何做到呢?但是镜头是不能移动的我们必须要移动全部的实体在我们的3D世界中。换句话说,如果移动不了镜头我们得移动整个世界。
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之所以这样,我们应该模拟出一个摄像机可以在三维度空间中移动的摄像机。但是如何做到呢?但是摄像机是不能移动的我们必须要移动全部的实体在我们的3D世界中。换句话说,如果移动不了摄像机我们得移动整个世界。
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因此,假设我们沿着Z轴移动镜头从\(Cx, Cy, Cz\)到\(Cx, Cy, Cz+dz\),从而靠近在\(Ox, Oy, Oz\)放置的目标
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因此,假设我们沿着Z轴移动摄像机从\(Cx, Cy, Cz\)到\(Cx, Cy, Cz+dz\),从而靠近在\(Ox, Oy, Oz\)放置的目标
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我们将要做的是如何精确的移动镜头移动到相反的方向\(在我们的3D空间中的所有物体\)。想想看,其实就像物体在跑步机上跑步一样。
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我们将要做的是如何精确的移动摄像机移动到相反的方向\(在我们的3D空间中的所有物体\)。想想看,其实就像物体在跑步机上跑步一样。
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镜头可以沿着三个轴\(x, y and z\),也可以沿着他们旋转\(滚动, 俯视和偏斜"yaw"\).
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摄像机可以沿着三个轴\(x, y and z\),也可以沿着他们旋转\(滚动, 俯视和偏斜"yaw"\).
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所以从基本上我们必须做的就是让移动和旋转对于我们所设置的3D世界全部实体。我们应该怎么做捏?答案是用另外一种转化方法,把他变化所有在镜头运动方向上相反的顶点,从而根据镜头的旋转进而旋转他们。当然,这将要用另外一个矩阵,所谓的视图矩阵来完成。这个矩阵首先执行平移,然后沿着轴线进行旋转。
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所以从基本上我们必须做的就是让移动和旋转对于我们所设置的3D世界全部实体。我们应该怎么做捏?答案是用另外一种转化方法,把他变化所有在摄像机运动方向上相反的顶点,从而根据摄像机的旋转进而旋转他们。当然,这将要用另外一个矩阵,所谓的视图矩阵来完成。这个矩阵首先执行平移,然后沿着轴线进行旋转。
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让我们看看如何构造这个矩阵。如果你记得变化章节(第6章)的转换方程式这样的:
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让我们看看如何构造这个矩阵。如果你记得变化章节(第6章)的转换方程式这样的:
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@@ -28,13 +28,13 @@ $$Transf = \lbrack ProjMatrix \rbrack \cdot \lbrack TranslationMatrix \rbrack \c
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$$Transf = \lbrack ProjMatrix \rbrack \cdot \lbrack ViewMatrix \rbrack \cdot \lbrack TranslationMatrix \rbrack \cdot \lbrack RotationMatrix \rbrack \cdot \lbrack ScaleMatrix \rbrack = \lbrack ProjMatrix \rbrack \cdot \lbrack ViewMatrix \rbrack \cdot \lbrack WorldMatrix \rbrack $$
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$$Transf = \lbrack ProjMatrix \rbrack \cdot \lbrack ViewMatrix \rbrack \cdot \lbrack TranslationMatrix \rbrack \cdot \lbrack RotationMatrix \rbrack \cdot \lbrack ScaleMatrix \rbrack = \lbrack ProjMatrix \rbrack \cdot \lbrack ViewMatrix \rbrack \cdot \lbrack WorldMatrix \rbrack $$
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现在有三个矩阵,我们应该思考一下这些矩阵的生命的周期。在我们的游戏运行的时候,投影矩阵不应该改变的太多,在情况最不好的时候,每个渲染都要调用才可能改变一次。如果镜头移动,则视图矩阵可以在每一次渲染改变一次。视图矩阵每`GameItem`项改变一次,所以每次渲染调用都会改变许多次。
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现在有三个矩阵,我们应该思考一下这些矩阵的生命的周期。在我们的游戏运行的时候,投影矩阵不应该改变的太多,在情况最不好的时候,每个渲染都要调用才可能改变一次。如果摄像机移动,则视图矩阵可以在每一次渲染改变一次。视图矩阵每`GameItem`项改变一次,所以每次渲染调用都会改变许多次。
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因此,如何把每一个矩阵推到顶点着色器呢?您可能会看到一些代码,使用三个统一的每一个矩阵,但原则上,最有效的方法是结合投影和视图矩阵,我们称之为`PV`矩阵,并推动`world`和`PV`矩阵到我们的着色器。通过这种方法,我们将有可以与世界坐标一起进行并且可以避免一些额外的运算。
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因此,如何把每一个矩阵推到顶点着色器呢?您可能会看到一些代码,使用三个统一的每一个矩阵,但原则上,最有效的方法是结合投影和视图矩阵,我们称之为`PV`矩阵,并推动`world`和`PV`矩阵到我们的着色器。通过这种方法,我们将有可以与世界坐标一起进行并且可以避免一些额外的运算。
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实际上,最方便的方法是将视图与世界矩阵相结合。为什么会这样?因为要记住整个镜头的概念就是戏法,但要做的是推动整个世界来模拟世界的位移和只显示一小部分的3D世界。因此,如果直接联合世界坐标一起工作,这样可能会引起远离中心点的世界坐标系,会遇到一些精度的问题。如果在所谓的镜头空间中工作利用点的性质,虽然远离世界的中心点,但也靠近镜头。可以将视图和世界矩阵相结合的矩阵通常被称为模型视图矩阵。
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实际上,最方便的方法是将视图与世界矩阵相结合。为什么会这样?因为要记住整个摄像机的概念就是戏法,但要做的是推动整个世界来模拟世界的位移和只显示一小部分的3D世界。因此,如果直接联合世界坐标一起工作,这样可能会引起远离中心点的世界坐标系,会遇到一些精度的问题。如果在所谓的摄像机空间中工作利用点的性质,虽然远离世界的中心点,但也靠近摄像机。可以将视图和世界矩阵相结合的矩阵通常被称为模型视图矩阵。
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让我们开始修改代码来支持镜头。首先,先创建一个新的类,称为`Camera`,它将确保持相机的位置与旋转的方向。该类将提供新位置或旋转方向\(`setPosition` or `setRotation`\)的方法,或在当前状态\(`movePosition` and `moveRotation`\)上用偏移量更新这些值。
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让我们开始修改代码来支持摄像机。首先,先创建一个新的类,称为`Camera`,它将确保持相机的位置与旋转的方向。该类将提供新位置或旋转方向\(`setPosition` or `setRotation`\)的方法,或在当前状态\(`movePosition` and `moveRotation`\)上用偏移量更新这些值。
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```java
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@@ -121,13 +121,13 @@ public Matrix4f getViewMatrix(Camera camera) {
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}
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}
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正如你所看到的,我们首先需要做旋转,然后翻译。如果我们做相反的事情,我们不会沿着镜头位置旋转,而是沿着坐标原点旋转。请注意,在`Camera`类的`movePosition`方法中,我们不只是简单地增加相机位置的偏移量。我们还考虑了沿Y轴的旋转,偏航,以便计算最终位置。如果我们只是通过偏移来增加相机的位置,相机就不会朝着它的方向移动。
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正如你所看到的,我们首先需要做旋转,然后翻译。如果我们做相反的事情,我们不会沿着摄像机位置旋转,而是沿着坐标原点旋转。请注意,在`Camera`类的`movePosition`方法中,我们不只是简单地增加相机位置的偏移量。我们还考虑了沿Y轴的旋转,偏航,以便计算最终位置。如果我们只是通过偏移来增加相机的位置,相机就不会朝着它的方向移动。
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正如你所看到的,我们首先需要做旋转,然后翻译。如果我们做相反的事情,我们不会沿着镜头位置旋转,而是沿着坐标原点旋转。请注意,在“镜头”类的“移动位置”方法中,我们不只是简单地增加相机位置的偏移量。我们还考虑了沿Y轴的旋转,偏航,以便计算最终位置。如果我们只是通过偏移来增加相机的位置,相机就不会朝着它的方向移动。
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正如你所看到的,我们首先需要做旋转,然后翻译。如果我们做相反的事情,我们不会沿着摄像机位置旋转,而是沿着坐标原点旋转。请注意,在“摄像机”类的“移动位置”方法中,我们不只是简单地增加相机位置的偏移量。我们还考虑了沿Y轴的旋转,偏航,以便计算最终位置。如果我们只是通过偏移来增加相机的位置,相机就不会朝着它的方向移动。
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除了上面提到的,我们这里没有一个完全自由移动的镜头\(例如,如果我们沿着X轴旋转,当我们向前移动时,镜头不会在空中向上或向下移动\)。这将在后面的章节中完成,因为这有点复杂。
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除了上面提到的,我们这里没有一个完全自由移动的摄像机\(例如,如果我们沿着X轴旋转,当我们向前移动时,摄像机不会在空中向上或向下移动\)。这将在后面的章节中完成,因为这有点复杂。
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最后,我们将删除以前的方法`getWorldMatrix`,并添加一个新的名为`getModelViewMatrix`的方法。
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最后,我们将删除以前的方法`getWorldMatrix`,并添加一个新的名为`getModelViewMatrix`的方法。
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@@ -148,7 +148,7 @@ public Matrix4f getModelViewMatrix(GameItem gameItem, Matrix4f viewMatrix) {
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这个`getModelViewMatrix`方法将在每个`GameItem`实例中调用,因此我们必须对视图矩阵的副本进行处理,因此在每次调用中都不会积累转换\(记住`Matrix4f`类不是不可变的\).
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这个`getModelViewMatrix`方法将在每个`GameItem`实例中调用,因此我们必须对视图矩阵的副本进行处理,因此在每次调用中都不会积累转换\(记住`Matrix4f`类不是不可变的\).
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在`Renderer`类的`render`方法中,在投影矩阵更新之后,我们只需要根据镜头的更新视图矩阵的值,。
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在`Renderer`类的`render`方法中,在投影矩阵更新之后,我们只需要根据摄像机的更新视图矩阵的值,。
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```java
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```java
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// Update projection Matrix
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// Update projection Matrix
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@@ -169,14 +169,14 @@ for(GameItem gameItem : gameItems) {
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}
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}
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就是这样对于基本代码支持镜头的概念。现在我们需要用它。这样可以改变输入处理和更新相机的方式。我们将设置以下控件:
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就是这样对于基本代码支持摄像机的概念。现在我们需要用它。这样可以改变输入处理和更新相机的方式。我们将设置以下控件:
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* 键“A”和“D”到移动镜头的左边和右边\(x axis\)。
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* 键“A”和“D”到移动摄像机的左边和右边\(x axis\)。
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* 键“W”和“S”到移动镜头的前面和后面\(z axis\)。
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* 键“W”和“S”到移动摄像机的前面和后面\(z axis\)。
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* 键“Z”和“X”到移动镜头的上面和下面的\(y axis\)。
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* 键“Z”和“X”到移动摄像机的上面和下面的\(y axis\)。
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当鼠标按下右键时,我们可以使用鼠标位置沿X和Y轴旋转镜头。
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当鼠标按下右键时,我们可以使用鼠标位置沿X和Y轴旋转摄像机。
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正如你所看到的,我们将首次使用鼠标。我们将创建一个名为`MouseInput`的新类,该类将封装鼠标访问的代码。
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正如你所看到的,我们将首次使用鼠标。我们将创建一个名为`MouseInput`的新类,该类将封装鼠标访问的代码。
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```java
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@@ -1,4 +1,4 @@
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#HUD 重温(HUD 重温)- NanoVG
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#HUD 重温 - NanoVG
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在之前的章节中,解释了如何使用正交投影在场景的顶部渲染形状和纹理。 在本章中,我们将学习如何使用 [NanoVG](https://github.com/memononen/nanovg) 库来渲染反锯齿矢量图形,以简单的方式构建更复杂的HUD。
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在之前的章节中,解释了如何使用正交投影在场景的顶部渲染形状和纹理。 在本章中,我们将学习如何使用 [NanoVG](https://github.com/memononen/nanovg) 库来渲染反锯齿矢量图形,以简单的方式构建更复杂的HUD。
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