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查找LookAt矩阵的向上向量(2次旋转)

LookAt矩阵是一种用于3D图形渲染中的矩阵变换技术,用于将物体的位置和朝向转化为相机视角下的坐标系。通过LookAt矩阵,我们可以计算出相机的位置、方向和朝向,从而实现视角变换。

在使用LookAt矩阵时,其中一个重要的参数是向上向量(Up Vector)。向上向量定义了相机坐标系中的上方方向,通常是指定为(0, 1, 0)。然而,在某些情况下,我们可能需要旋转相机,使其相对于原始的向上方向有所改变。这就是在LookAt矩阵中引入两次旋转的原因。

具体来说,查找LookAt矩阵的向上向量(2次旋转)的步骤如下:

第一次旋转:

  1. 计算出物体的正面方向向量(Front Vector)。这可以通过物体位置和目标位置的差值来得到,即(Front = Target - Position)。
  2. 将物体的正面方向向量归一化,使其长度为1,即(Front = Normalize(Front))。
  3. 定义一个临时的向上向量(Tmp Up Vector),一般为(0, 1, 0)。
  4. 计算出右方向向量(Right Vector),通过将临时的向上向量与物体的正面方向向量进行叉乘得到,即(Right = Cross(Tmp Up Vector, Front))。
  5. 将右方向向量归一化,使其长度为1,即(Right = Normalize(Right))。
  6. 重新计算向上向量(Up Vector),通过将物体的正面方向向量与右方向向量进行叉乘得到,即(Up = Cross(Front, Right))。

第二次旋转:

  1. 根据需要旋转相机的角度,使用旋转矩阵或四元数进行相机的旋转变换。
  2. 将旋转后的向上向量(Up Vector)应用到LookAt矩阵中。

最终,得到的向上向量将会是经过两次旋转后的结果。

请注意,以上步骤仅给出了查找LookAt矩阵的向上向量的一种方法,具体实现可能会根据不同的图形库或框架而有所不同。

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