首先,这是非常简单的“新手标准”顶点着色器:
in vec3 aPos;
uniform mat4 uMatModel; uniform mat4 uMatView; uniform mat4 uMatProj;
void main () {
gl_Position = uMatProj * uMatView * uMatModel * vec4(aPos, 1.0);
}
现在我正在渲染一个简单的六面立方体。36个顶点坐标中没有应用旋转或固有旋转。标准的教程风格,-0.5..+0.5的东西。我会在这里省略顶点数组,但请放心,它就是那么简单。 uMatModel现在只是一个身份矩阵,还没有缩放/平移/旋转。 uMatView是一个LookAt矩阵(以下是Go代码),使用pos={ 0.1, 0.1, -3.0 }, target={ 0.1, 0.1, 0.1 }, up={ 0, 1, 0 }调用(请记住,立方体顶点坐标在所有维度上都在-0.5和0.5之间,因此0.1应该是“几乎中心”)。 uMatProj是一个透视矩阵(以下是Go代码),使用fov=45 aspect=winwidth/winheight near=0.1 far=100调用。
理论上,“相机”应该在立方体后面约2-3个单位并直接面对它。但实际上,我得到了……
我想知道旋转来自哪里……我甚至还没有实现旋转。
因此,总结一下,我尝试根据数学原理自己在Go中实现所需的矩阵函数。但是在某个地方,我一定出错了。有人能发现我的下面的代码中是否存在任何矩阵理论问题吗?
type Mat4x4 [4][4]float64
func (me *Mat4x4) Identity () {
me[0][0], me[0][1], me[0][2], me[0][3] = 1, 0, 0, 0
me[1][0], me[1][1], me[1][2], me[1][3] = 0, 1, 0, 0
me[2][0], me[2][1], me[2][2], me[2][3] = 0, 0, 1, 0
me[3][0], me[3][1], me[3][2], me[3][3] = 0, 0, 0, 1
}
func (me *Mat4x4) Frustum (left, right, bottom, top, near, far float64) {
me[0][0], me[0][1], me[0][2], me[0][3] = (near * 2) / (right - left), 0, 0, 0
me[1][0], me[1][1], me[1][2], me[1][3] = 0, (near * 2) / (top - bottom), 0, 0
me[2][0], me[2][1], me[2][2], me[2][3] = (right + left) / (right - left), (top + bottom) / (top - bottom), -(far + near) / (far - near), -1
me[3][0], me[3][1], me[3][2], me[3][3] = 0, 0, -(far * near * 2) / (far - near), 0
}
func (me *Mat4x4) Perspective (fovY, aspect, near, far float64) {
var top = near * math.Tan(fovY * math.Pi / 360)
var right = top * aspect
me.Frustum(aspect * -top, right, -top, top, near, far)
}
func (me *Mat4x4) LookAt (eyePos, lookTarget, worldUp *Vec3) {
var vz = eyePos.Sub(lookTarget)
vz.Normalize()
var vx = worldUp.Cross(&vz)
vx.Normalize()
var vy = vz.Cross(&vx)
vy.Normalize()
me[0][0], me[0][1], me[0][2], me[0][3] = vx.X, vy.X, vz.X, 0
me[1][0], me[1][1], me[1][2], me[1][3] = vx.Y, vy.Y, vz.Y, 0
me[2][0], me[2][1], me[2][2], me[2][3] = vx.Z, vy.Z, vz.Z, 0
me[3][0], me[3][1], me[3][2], me[3][3] = -((vx.X * eyePos.X) + (vx.Y * eyePos.Y) + (vx.Z * eyePos.Z)), -((vy.X * eyePos.X) + (vy.Y * eyePos.Y) + (vy.Z * eyePos.Z)), -((vz.X * eyePos.X) + (vz.Y * eyePos.Y) + (vz.Z * eyePos.Z)), 1
}
注意,这里的Vec3是同一软件包中的自定义类型,我没有包含它。目前我假设Vec3函数是正确的(而且更容易验证),并怀疑我在矩阵结构中某些地方弄错了LookAt和/或Perspective算法。