glm::rotate отрабатывает неожиданным образом

@GoldenId · Регистрация: 11.11.2010

Author24 — интернет-сервис помощи студентам

Мне нужно сделать, чтобы в программе камера, смотрящая на кубик Рубика, могла передвигаться относительно него на 90 градусов по 4 направлениям по нажатию кнопок и слегка изменяла направление взгляда в зависимости от положения курсора мыши. Кнопки: WAXD или стрелки.

Проблема в том, что для пользователя после поворота куб исчезает (хотя если докрутить ещё 3 поворота, появляется опять), а в коде максимально то, что я смог локализовать, это строки 378-379:

C++

1 2	UnvariatedView = glm::rotate( fBaseForRotation(), M_PI_2, fvWorldRotationAxis );

эта функция отрабатывает для меня неожиданно. Я ожидаю, что (при нажатии кнопки A или влево) после rotate UnvariatedView получит 3 столбец (-5, 0, 0, 1) (или (5, 0, 0, 1)) , но он остаётся (0, 0, -5, 1).
Я сверялся с Tutorial 3 : Matrices, а именно с:

glm::rotate отрабатывает неожиданным образом

– вроде бы я понимаю суть операции правильно.

FollowingScene.7z

@zayats80888 · 04.01.2021, 08:44

Сообщение от GoldenId

Проблема в том, что для пользователя после поворота куб исчезает

Это потому что смещение камеры не верное. Обоснуйте математически вот это:

C++

// Вычисляем 3x3 целочисленную матрицу ориентации камеры (неотклонённой)
im3BaseForRotation = glm::mat3( UnvariatedView );
// Вычисляем 3 вектор положения неотклонённой камеры
iv3BaseForRotation = glm::vec3( UnvariatedView * glm::vec4( 0, 0, 0, 1 ) ) / fCameraDistance;

А сами попробуйте исправить на это:

C++

// Вычисляем 3x3 целочисленную матрицу ориентации камеры (неотклонённой)
mat4 invView = glm::inverse(UnvariatedView);
im3BaseForRotation = glm::transpose(mat3(invView));
// Вычисляем 3 вектор положения неотклонённой камеры
iv3BaseForRotation =  invView[3] / (-fCameraDistance * invView[3][3]);

@GoldenId · 04.01.2021, 10:59 **[ТС]**

Сообщение от zayats80888

Это потому что смещение камеры не верное. Обоснуйте математически вот это:

До поворота смещение камеры (0, 0, -5). После поворота должно быть (-5, 0, 0)

C++

1 2	// Вычисляем 3x3 целочисленную матрицу ориентации камеры (неотклонённой) im3BaseForRotation = glm::mat3( UnvariatedView );

Здесь я просто привожу floating-point матрицу поворота к целочисленной (потому что я хочу хранить целочисленную ориентацию, ориентация вне поворота (базы для поворота) мне нужна только вдоль осей).

C++

1 2	// Вычисляем 3 вектор положения неотклонённой камеры iv3BaseForRotation = glm::vec3( UnvariatedView * glm::vec4( 0, 0, 0, 1 ) ) / fCameraDistance;

Здесь я делаю то же для направления на положение камеры (относительно world-начала координат). В iv3BaseForRotation я хочу хранить единичный целочисленный вектор направения на камеру, а её расстояние от начала координат храню в fCameraDistance. Потому, что если хранить, например в glm::tvec3<int>, то с одной стороны нельзя будет указать расстояние от начала координат, например 3.5, а с другой стороны, кто меня страхует, что я не получу в нём что-нибудь вроде (3, 1, 0), что принципиально противоречит моему подходу? Что-то вроде строгого хранения данных.

Поправьте меня, если я неправ, вот это:

C++

1	invView[3][3]

всегда должно давать просто 1.0f для корректно инициализированной матрицы преобразования.

C++

// Вычисляем 3x3 целочисленную матрицу ориентации камеры (неотклонённой)
mat4 invView = glm::inverse(UnvariatedView);
im3BaseForRotation = glm::transpose(mat3(invView));
// Вычисляем 3 вектор положения неотклонённой камеры
iv3BaseForRotation =  invView[3] / (-fCameraDistance * invView[3][3]);

Хорошо, это работает, но почему, мне непонятно. Причём здесь взятие обратной матрицы и транспонирование, если и UnvariatedView и im3BaseForRotation у меня определяют преобразование в одном и том же направлении (нет времени думать, 5 минут редактирования)?

Добавлено через 5 минут
Для того, чтобы разобраться, почему поворот на

C++

1	#define M_PI_2 (3.141592f * 0.5f)

даёт поворот на 180° создавать отдельную тему?

@Antikl · 04.01.2021, 11:30

Сообщение от GoldenId

#define M_PI_2 (3.141592f * 0.5f)

а почему M_PI_2 надо умножать(pi * 0,5), а не делить ли надо pi/2 или я чего то не знаю?
https://docs.microsoft.com/en-... w=msvc-160

@zayats80888 · 04.01.2021, 20:03

GoldenId, это не математическое обоснование

.

Сообщение от GoldenId

Причём здесь взятие обратной матрицы и транспонирование

Если просто в двух словах, ваша матрица вида(fBaseForRotation()) - это комбинация двух преобразований - поворот и перенос (R * T). Это простая матрица. Что бы после узнать преобразование СК(системы координат) вида в мировой СК, нужно найти обратную матрицу. Четвёртый столбец этой матрицы и будет описывать положение камеры в мировой СК. Оно вам и нужно, что бы вычислить необходимое смещение(со знаком минус, т.к. <перенос камеры> = -<перенос мира>). Транспонирование верхней левой 3х3 матрицы invView - просто так, раз уж инвертировали уже(в вашем случае это "чистая" матрица вращения, значит R^-1 = R^T, можно было просто im3BaseForRotation = mat3(UnvariatedView);.

Сообщение от GoldenId

всегда должно давать просто 1.0f для корректно инициализированной матрицы преобразования.

Опять же, в вашем случае преобразование не затрагивает гомогенную компоненту, поэтому да, она будет единицей. Я просто по привычке перевожу в аффиные координнаты.

Ну и в целом, в вашем простом случае всё это избыточно. Можно эту ветку кода упростить так:

C++

// Если дошли до конечной фазы вращения
if (currentRotationAngle >= M_PI_2)
{
    rotation = false;
    // вместо вычисления базовой из обратной, просто поворачиваем базовую
    im3BaseForRotation = mat3(glm::rotate(glm::mat4(im3BaseForRotation), M_PI_2, fvWorldRotationAxis));
    // в пространстве камеры смещение у вас всегда вдоль оси z, поэтому проецируем его на мировые оси
    iv3BaseForRotation = glm::transpose(glm::mat3(im3BaseForRotation)) * vec3(0.0f, 0.0f, -1.0f);
    // и теперь считаем матрицу вида
    UnvariatedView = fBaseForRotation();
}

Сообщение от GoldenId

чтобы разобраться, почему поворот на
#define M_PI_2 (3.141592f * 0.5f)
даёт поворот на 180° создавать отдельную тему?

У вас немного кривая обработка ввода. Из-за glfwSetInputMode( window, GLFW_STICKY_KEYS, GL_TRUE ); и того, что glfwGetKey вызывается только по условию if ( !rotation ), у вас поворот выполняется дважды. Что бы этого не было, либо выключите GLFW_STICKY_KEYS, либо снимайте флаги состояния glfwGetKey вне условия(а в условии только обрабатывайте их), либо сделайте по человечески обработку событий внутри колбэка.

@Antikl с++ 1282 / 523 / 225 Регистрация: 15.07.2015 Сообщений: 2,562
	04.01.2021, 11:30	4
	Сообщение от GoldenId #define M_PI_2 (3.141592f * 0.5f) а почему M_PI_2 надо умножать(pi * 0,5), а не делить ли надо pi/2 или я чего то не знаю? https://docs.microsoft.com/en-... w=msvc-160 0

	04.01.2021, 20:03

glm::rotate отрабатывает неожиданным образом

Решение