攝像頭看着一個球體 - 杆子包裹

我有一個以球體表面上的一個點爲中心的3D攝像頭。它遵循並完美地旋轉，除了在球體的兩極之外。請注意，球體實際上是投影到球體的立方體，以便於位置座標的管理。攝像頭看着一個球體 - 杆子包裹

如果對象在球體周圍水平移動，則攝像機按預期工作。但是，如果物體穿過球體的頂部或底部的極點，則攝像機會纏繞在極點上。如果它直線穿過杆子，它會在穿過杆子時轉動180度。

我明白爲什麼會發生這種情況 - 必須有一個全局的Up向量才能知道如何定位自己。如果我將其向上方向更改爲不同的方向，例如右側，相機將不再翻轉頂部或底部的杆，而是在球體的左右兩極展現相同的行爲。

我的問題是如何改變我的相機的行爲，這樣就不會發生。我想讓我的相機感覺到，相機處於一個恆定的位置，看着球體，球體在X軸和Z軸上旋轉。我知道這可能導致「錯誤的」方向 - 例如，如果用戶從球體的前表面開始，向上，然後離開，它們將最終在球體的左側，但是相機在其Z軸上旋轉90度，而如果它們從前面開始並直接移動到左側，則不會旋轉。這很好，因爲我可以檢測相機何時穿過臉部並緩慢「修復」相機的本地旋轉，或允許用戶解鎖相機，並且可以自己處理相機的角度。

僅供參考，我的相機是目前正在使用中這個問題的解決計算： Camera rotation aligned to arbitrary plane

任何有識之士將不勝感激！

來源

2013-03-26 Stardreamer

看看SketchUp的旋轉模型。當你穿過兩極時，它們會反轉向上的方向。 – 2013-03-26 14:01:53

你如何做球體周圍的旋轉？矩陣或四元數？ – Kobunite 2013-03-26 14:30:43

如果您希望球體像軌跡球一樣工作，請將增量旋轉（例如，x軸和y軸）應用到用戶控件指定的旋轉矩陣。

更新後您仍然需要對旋轉矩陣進行「重新歸一化」 - 否則，數值誤差將蔓延，旋轉矩陣最終不會是旋轉矩陣。計算應該是這樣的：

update = RotX(userInput.dX) * RotY(userInput.dY) 
rawUpdatedRot = userRot * update 
newZ = Normalize(Cross(rawUpdatedRot.x, rawUpdatedRot.y)) 
newY = Normalize(Cross(newZ, rawUpdatedRot.x)) 
newX = Normalize(rawUpdatedRot.x) 
userRot = Matrix(newX, newY, newZ)

來源

2013-03-26 17:23:41 comingstorm

不幸的是，我不能這樣做，因爲相機，球體和球體上的物體必須位於世界空間中。我鏈接的線索解釋了我如何設置事物;我不明確的道歉。 – Stardreamer 2013-03-26 18:31:12

是的，您可以：您只需要弄清楚應用旋轉的位置。實質上，您需要將您的相機放在球體的中心，並在那裏應用旋轉。（請注意，相機轉換是從相應的父母層次結構的矩陣堆棧的「另一端」反向應用的） – comingstorm 2013-03-26 19:00:27

攝像頭看着一個球體 - 杆子包裹

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