3D攝象機小結

根據DX攝象機D3DXMatrixLookAtRH(LH)攝象機主要有lookat座標、eye座標、up向量3部分組成，按照lookat和eye的關係我我的將攝象機分紅2類：第一種lookat繞eye旋轉我稱他爲「第一人稱」攝象機；第二種eye繞lookat旋轉我稱他爲「第三人稱」攝象機。第二種攝象機比較適合通常的RPG遊戲，也被稱爲跟隨攝象機。第一種攝象機比較適合CS類型的FPS遊戲。

    兩種攝象機的作法是同樣的，無非一點繞另外一點旋轉。這兩種攝象機我統稱爲「經緯度」攝象機，由於我使用經緯度來計算。被饒點不動饒點作的就是一個球面運動，表示球面的位置很天然就會用到經緯度。

    以eye繞lookat旋轉舉例，計算步驟爲：

    先定義一些狀態：經緯度如下被稱爲垂直旋轉角和水平旋轉角，座標系使用右手，X軸朝右Z軸朝上Y軸朝屏幕內，eye到lookat的距離稱爲焦距(球半徑)，XY平面上的旋轉半徑稱爲水平半徑(圓半徑)，垂直旋轉角爲焦距線段和水平面(XY平面)的夾角，水平旋轉角爲水平面上水平半徑線段與Y軸的夾角。

    一、eye的z座標=垂直旋轉角的正弦值*焦距

    二、水平半徑=垂直旋轉角的餘弦值*焦距

    三、eye的x座標=水平旋轉角的正弦值*水平半徑

    四、eye的y座標=水平旋轉角的餘弦值*水平半徑

 

    以上兩種攝象機都基於D3DXMatrixLookAtRH(LH)他們能適合大部分需求，但還有些類型不適合，好比飛行模擬。這兩種攝象機的UP向量都不變所以不能用於徹底的三維旋轉，例如歐拉旋轉。所以我使用第三種攝像機控制方式：由向量直接生成視圖矩陣。其實D3DXMatrixLookAtRH函數就是把2個座標點變成向量而後變成矩陣。
    如下引用一段別人的解釋：
    先得到攝像機的世界座標 p，和攝像機座標系軸在世界座標中的矢量D(看向),U（上）,R（右）。而後要把世界座標的攝像機位置點換算到攝像機局部座標系中。 (-D * p, - U * p, - R * p)  計算-p 在（D,U,R）矢量上的投影轉換爲p1.
    Dx, Ux,  Rx,  0
    Dy, Uy,  Ry, 0
    Dz, Uz,  Rz,  0
    p1x,p1yp1z, 1
對於D,U,R 其實就是攝像機的世界座標旋轉變換的逆矩陣。以下：
    Dx,Dy,Dz
    Ux,Uy,Uz
    Rx,Ry,Rz

    如此使用本身計算好的視圖矩陣就不須要D3DXMatrixLookAtRH(LH)函數了。