如何从OpenGL ModelView矩阵中获取视角方向？

Question

我正在编写一个体积渲染程序，它不断调整一些平面几何图形，使其始终面向相机。每当相机旋转时，平面几何图形都会旋转，以便看起来它不会移动 - 相对于场景中的其他所有物体而言。（我使用相机的观察方向作为这些平面几何图形的法向量。）

目前，我手动存储一个自定义旋转向量（'rotations'），并在渲染函数中应用其影响，如下所示：

gl2.glRotated(rotations.y, 1.0, 0.0, 0.0);
gl2.glRotated(rotations.x, 0.0, 1.0, 0.0);

然后，我通过将初始视角方向（0,0,-1）绕x轴和y轴旋转来获取查看方向，使用旋转值。这是通过以下方式完成的。最终查看方向存储在“view”中：

     public Vec3f getViewingAngle(){
        //first rotate the viewing POINT
        //then find the vector from there to the center
        Vec3f view=new Vec3f(0,0,-1);
        float newZ=0;
        float ratio=(float) (Math.PI/180);
        float vA=(float) (-1f*rotations.y*(ratio));
        float hA=(float) (-1f*rotations.x)*ratio;

        //rotate about the x axis first
        float newY=(float) (view.y*Math.cos(vA)-view.z*Math.sin(vA));
        newZ=(float) (view.y*Math.sin(vA)+view.z*Math.cos(vA));
        view=new Vec3f(view.x,newY,newZ);

        //rotate about Y axis
        float newX=(float) (view.z*Math.sin(hA)+view.x*Math.cos(hA));
        newZ=(float) (view.z*Math.cos(hA)-view.x*Math.sin(hA));
        view=new Vec3f(newX,view.y,newZ);
        view=new Vec3f(view.x*-1f,view.y*-1f,view.z*-1f);

        //return the finalized normal viewing direction
        view=Vec3f.normalized(view);
        return view;
}

现在我正在将这个程序移植到一个更大的项目中，其中相机旋转由第三方图形库处理。我没有旋转向量。有没有办法从以下内容获取我的视角方向向量：

GLfloat matrix[16]; 
glGetFloatv (GL_MODELVIEW_MATRIX, matrix);

我正在参考这个链接http://3dengine.org/Modelview_matrix，但我仍然不知道如何确定视角方向。请问有人能解释一下吗？如果可以的话，请告诉我具体的实现方式。

- AAB

Answer 1

你需要查看这张图片 @ http://db-in.com/images/local_vectors.jpg

DOF（飞行方向）是第三行。

GLfloat matrix[16]; 
glGetFloatv( GL_MODELVIEW_MATRIX, matrix );

float DOF[3];
DOF[0] = matrix[  2 ]; // x
DOF[1] = matrix[  6 ]; // y
DOF[2] = matrix[ 10 ]; // z

参考资料：

• http://blog.db-in.com/cameras-on-opengl-es-2-x/

- Michaelangel007

Answer 2

不要试图遵循模型视图矩阵来调整音量光栅化器的片段冒充者，你应该根据自己的需求调整模型视图矩阵。OpenGL不是场景图，它是一个绘图系统，你可以并且应该根据自己的需要进行更改。

当然，如果你必须将音量光栅化嵌入到一个更大的场景中，可能需要从模型视图矩阵中提取某些信息。左上角的3×3子矩阵包含模型和视图的组合旋转。第三列包含视图旋转的Z向量。

- datenwolf

---

我明白了。我同意你的观点，我应该只控制模型视图矩阵。不幸的是，我必须将音量添加到现有的场景图中，该场景图处理相机。我看到左上角的3x3矩阵是旋转矩阵。我不理解你所说的“旋转Z向量”，这就是我要找的吗？ - AAB

我想我只需要通过旋转矩阵来旋转原始方向，但我不能确定原始方向是什么。它是否以某种方式存储在矩阵中？ - AAB

OpenGL不是场景图，因此模型视图矩阵包含整个变换链。尝试从OpenGL中提取有用信息的方法有点不可靠。然而，给定某个模型视图矩阵，前3列是模型坐标系在视图空间中的基向量。即第1列是本地X（右），第2列是本地Y（上），第3列是本地Z（进）。 - datenwolf