在D3D中實現第一人稱視角控制(轉)
在D3D中實現第一人稱視角控制(轉)[@more@] 這兩天做了第一人稱視角控制,就像quake一樣用滑鼠控制方向,用鍵盤控制左右前後。滑鼠和鍵盤用directinput控制輸入。 首先,我們可以知道d3d的view矩陣有三個組成部分,分別是三個向量:眼睛所在點、眼看著的點、向上的方向。 所以,我們首先定義三個向量: D3DXVECTOR3 VDot,VAtPoint,VUp; 賦予初值: VDot=D3DXVECTOR3( 2.0f, 0.0f, 2.0f ); VAtPoint=D3DXVECTOR3( 0.0f, 0.0f, 0.0f ); VUp=D3DXVECTOR3( 0.0f, 1.0f, 0.0f ); 輸入到VIEW矩陣matView: void SetView() { D3DXMatrixLookAtLH( &matView,&VDot, &VAtPoint, &VUp ); } 下面就可以開始做鍵盤控制前進、後退、左移、右移了:我們可以看到在這些控制中,VUp向量是不可以變化的,否則就會有斜著看的效果,只要同時控制VDot和VAtPoint兩點的位置就可以了。 由上圖,a點就是VDot,b點就是VPoint,ac就是VUp向量。首先,我們計算前進後退:前進後退實際上就是沿著ab的方向同時移動a點和b點: 第一步,計算向量ab: D3DXVec3Subtract(&ab,&VAtPoint,&VDot); 第二步,計算移動的方向和步長: D3DXVec3Normalize(&pOut2,&ab); pOut2.x*=u; pOut2.y*=u; pOut2.z*=u; 第三步,將移動的位置加到a和b兩點中去,就可得到新的前後位置。 pOut=VDot; D3DXVec3Add(&VDot,&pOut,&pOut2); pOut=VAtPoint; D3DXVec3Add(&VAtPoint,&pOut,&pOut2);//*/ SetView(); 接下來,我們計算左右移動,實際上就是沿著abc面的法線n同時移動a和b點: 第一步,計算abc面的法線向量n:D3DXVec3Cross(&pOut,&ab,&ac); 其它步驟同上: D3DXVec3Normalize(&pOut2,&pOut); pOut2.x*=u;pOut2.y*=u;pOut2.z*=u; pOut=VDot; D3DXVec3Add(&VDot,&pOut,&pOut2); pOut=VAtPoint; D3DXVec3Add(&VAtPoint,&pOut,&pOut2); SetView(); 接下來的滑鼠控制方向就不是那麼簡單了,它涉及到圍繞空間的軸旋轉空間某點,簡單來說這裡就是固定a點,使b點繞經過a點的一條軸線旋轉: 我們把方向分為水平旋轉和垂直旋轉,其它的方向都是這兩個方向的疊加。要繞任意軸旋轉變換,我們要知道旋轉軸在空間的一點(VDot)和其方向數(a,b,c)(注意這裡的abc和上面的不同,這裡是數值而不是點),就可以求出變換矩陣。 首先,是水平方向旋轉,這是VAtPoint繞VUp旋轉的結果: 方向數必須是標準化的,即是長度為1。 D3DXVec3Normalize(&pOut,&ac); a=pOut.x;b=pOut.y;c=pOut.z; v=(float)sqrt(c*c+b*b); 把VDot點移至原點: R=D3DXMATRIX(1,0,0,0, 0,1,0,0, 0,0,1,0, -VDot.x,-VDot.y,-VDot.z,1); //D3DXMatrixMultiply(&R,&R2,&RT); R2=R; 把現在的ab旋轉至ZXO面,原來的變換矩陣是這樣的: D3DXMATRIX(1,0,0,0, 0,cos(j1),sin(j1),0, 0,-sin(j1),cos(j1),0, 0,0,0,1); 但因為cos(j1)=c/v;sin(j1)=b/v;所以變為下面的矩陣 RT=D3DXMATRIX(1,0,0,0, 0,c/v,b/v,0, 0,-b/v,c/v,0, 0,0,0,1); D3DXMatrixMultiply(&R,&R2,&RT);R2=R; 同理: cos(j2)=v/|OA|=v/1=v (OA已經標準化了) sin(j2)=-a/|OA|=a;所以得到下面的矩陣: RT=D3DXMATRIX(v,0,a,0, 0,1,0,0, -a,0,v,0, 0,0,0,1); D3DXMatrixMultiply(&R,&R2,&RT);R2=R; 這時我們就可以使VAtPoint繞VUp旋轉變為在新座標系中繞Z軸轉u角(弧度表示) RT=D3DXMATRIX((float)cos(u),(float)sin(u),0,0, -(float)sin(u),(float)cos(u),0,0, 0,0,1,0, 0,0,0,1); D3DXMatrixMultiply(&R,&R2,&RT);R2=R; 接下來進行逆變換; RT=D3DXMATRIX(v,0,-a,0, 0,1,0,0, a,0,v,0, 0,0,0,1); D3DXMatrixMultiply(&R,&R2,&RT);R2=R; RT=D3DXMATRIX(1,0,0,0, 0,c/v,-b/v,0, 0,b/v,c/v,0, 0,0,0,1); D3DXMatrixMultiply(&R,&R2,&RT);R2=R; RT=D3DXMATRIX(1,0,0,0, 0,1,0,0, 0,0,1,0, VDot.x,VDot.y,VDot.z,1); D3DXMatrixMultiply(&R,&R2,&RT); 這時得到的R就是VAtPoint繞VUp旋轉的變換矩陣 D3DXVec3Transform(&Vtemp,&VAtPoint,&R); VAtPoint.x=Vtemp.x;VAtPoint.y=Vtemp.y; VAtPoint.z=Vtemp.z; SetView(); 而垂直方向的旋轉原理上是一樣的,但不是繞VUp旋轉,而是繞abc面的法線旋轉,所以開始應該先計演算法線並標準化: D3DXVec3Cross(&pOut2,&ab,&VUp); D3DXVec3Normalize(&pOut,&pOut2); 剩下的同上,但是為了限制向上和向下的範圍(0 s1=D3DXVec3Length(&ab)*D3DXVec3Length(&VUp); s1=(float)acos(D3DXVec3Dot(&ab,&VUp)/s1); if(u>0) { if(s1<=0.018) return; }//1度 else if(s1>=3.124) return;//179度 這樣,第一人稱視角的矩陣控制就完成了。
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