OpenGL物体在移动一定距离后会震动

Question

我有一个物体在地形上移动，并有一个第三人称摄像机跟随它。当我将它向不同方向移动一段距离后，即使它没有移动，摄像机围绕它旋转时也会出现抖动或震动。这是该物体的移动代码：

double& delta = engine.getDeltaTime();
GLfloat velocity = delta * movementSpeed;
glm::vec3 t(glm::vec3(0, 0, 1) * (velocity * 3.0f));
//translate the objet atri before rendering
matrix = glm::translate(matrix, t);
//get the forward vetor of the matrix
glm::vec3 f(matrix[2][0], matrix[2][1], matrix[2][2]);
f = glm::normalize(f);
f = f * (velocity * 3.0f);
f = -f;
camera.translate(f);

相机旋转是

void Camera::rotate(GLfloat xoffset, GLfloat yoffset, glm::vec3& c, double& delta, GLboolean constrainpitch) {
    xoffset *= (delta * this->rotSpeed);
    yoffset *= (delta * this->rotSpeed);
    pitch += yoffset;
    yaw += xoffset;
    if (constrainpitch) {
        if (pitch >= maxPitch) {
            pitch = maxPitch;
            yoffset = 0;
        }
        if (pitch <= minPitch) {
            pitch = minPitch;
            yoffset = 0;
        }
    }
    glm::quat Qx(glm::angleAxis(glm::radians(yoffset), glm::vec3(1.0f, 0.0f, 0.0f)));
    glm::quat Qy(glm::angleAxis(glm::radians(xoffset), glm::vec3(0.0f, 1.0f, 0.0f)));
    glm::mat4 rotX = glm::mat4_cast(Qx);
    glm::mat4 rotY = glm::mat4_cast(Qy);
    view = glm::translate(view, c);
    view = rotX * view;
    view = view * rotY;
    view = glm::translate(view, -c);
}

- Mohamed Mousa El-Kheshen

---

我添加了一些更多信息的答案。 - Spektre

Answer 1

1. float有时不够用。

   我在CPU端使用double精度矩阵来避免这些问题。但由于你在Android上，这可能是不可能的。对于GPU，请再次使用float，因为目前还没有64位插值器。

2. 大数通常是问题所在

   如果你的世界很大，那么你将把大数传递到方程中，从而使任何错误乘以，并且只有在最后阶段才相对于相机位置翻译该物体，这意味着错误仍然被乘以，但数字已经被限制，因此误差/数据比例变大。

   在渲染之前将所有顶点转换为以相机为原点或附近的坐标系。你可以忽略旋转，只偏移位置。

   这样，您只会在远离相机的地方得到更高的误差，这在透视图中无法看到... 有关更多信息，请参见：

   • 射线和椭球交点准确性提高

3. 使用累积变换矩阵而不是欧拉角

   有关更多信息，请参见理解4x4同次变换矩阵和该答案底部的所有链接。

- Spektre

---

是的，这是一个大数问题，但使用GLSL中的高精度解决了这个问题。 - Mohamed Mousa El-Kheshen

Answer 2

这听起来像是数值效应。即使来自游戏对象的微小偏移也会对后续摄像机的旋转产生影响，导致物体/摄像机看起来像在震动。

因此，您可以：

• 检查移动是否超过阈值值，然后再为摄像机计算新的旋转
• 当您超过此阈值时：使用四元数Lerp算法在旧旋转和新旋转之间进行线性插值（请参见此Unity答案，以更好地了解代码： Unity lerp discussion）

- KimKulling

---

我为相机旋转制作了线性插值 xoffset = glm::mix(xoffset, nx,(GLfloat) delta);，但并没有解决问题。震动的是物体本身而不是相机，我通过添加 glm::vec3 t(glm::vec3(0, 0, 1) * (velocity * 3.0f)); 到其方向向量来移动它。那么，如果可以的话，我能为该翻译向量制作线性插值吗？用什么方法？ - Mohamed Mousa El-Kheshen

从旧位置到新位置，我猜。 - KimKulling

我将代码更改为以下内容：glm :: vec3 opos = getPosition（）; glm :: vec3 t（glm :: vec3（0,0,1）*（velocity * 3.0f））; glm :: mat4 nmat（matrix）; nmat = glm :: translate（matrix，t）; glm :: vec3 npos（nmat [3]）; glm :: vec3 ipos = glm :: mix（npos，opos，（GLfloat）delta）; matrix [3] = glm :: vec4（ipos，1.0f）; glm :: vec3 f（matrix [2] [0]，matrix [2] [1]，matrix [2] [2]）; f = -glm :: normalize（f）*（velocity * 3.0f）; camera->translate（f）; 我获取旧位置并将翻译应用于临时矩阵，然后获取位置并使用glm :: mix进行插值，但未解决。 - Mohamed Mousa El-Kheshen

问题出在着色器精度上，当我将其从中等设置为高时，震动就消失了。通过插值，结果变得非常好。谢谢。 - Mohamed Mousa El-Kheshen