這兩天做了第一人稱視角控制,就像quake一樣用鼠標(biāo)控制方向,用鍵盤控制左右前后。鼠標(biāo)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(jìn)、后退、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(jìn)后退:前進(jìn)后退實際上就是沿著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,就可得到新的前后位置。
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();
接下來的鼠標(biāo)控制方向就不是那么簡單了,它涉及到圍繞空間的軸旋轉(zhuǎn)空間某點,簡單來說這里就是固定a點,使b點繞經(jīng)過a點的一條軸線旋轉(zhuǎn):
我們把方向分為水平旋轉(zhuǎn)和垂直旋轉(zhuǎn),其它的方向都是這兩個方向的疊加。要繞任意軸旋轉(zhuǎn)變換,我們要知道旋轉(zhuǎn)軸在空間的一點(VDot)和其方向數(shù)(a,b,c)(注意這里的abc和上面的不同,這里是數(shù)值而不是點),就可以求出變換矩陣。
首先,是水平方向旋轉(zhuǎn),這是VAtPoint繞VUp旋轉(zhuǎn)的結(jié)果:
方向數(shù)必須是標(biāo)準(zhǔn)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(xiàn)在的ab旋轉(zhuǎn)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?yōu)橄旅娴木仃?br>
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(jīng)標(biāo)準(zhǔn)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(zhuǎn)變?yōu)樵谛伦鴺?biāo)系中繞Z軸轉(zhuǎn)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(jìn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)原理上是一樣的,但不是繞VUp旋轉(zhuǎn),而是繞abc面的法線旋轉(zhuǎn),所以開始應(yīng)該先計算法線并標(biāo)準(zhǔn)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范圍(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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