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c++ - OpenGL构建层次变换系统

问题描述

我正在尝试构建转换系统，模仿 Unity 的。查看我的代码：

void BaseObject::RecalculateTransform()
{
    // For top object
    if (parent.expired())
    {
        worldTransform = localTransform = glm::mat4(1);
        return;
    }

    // bunch of shit
    localTransform = glm::translate(glm::mat4(1), localPosition) * glm::scale(glm::mat4(1), localScale) * glm::mat4(localRotation);

    worldTransform = parent.lock()->GetWorldTransform() * localTransform;
}

这就是我计算局部变换和世界变换的方式。我已经尝试了很多转换矩阵顺序的组合，但没有一个能正常工作。我试图参考 Unity3d，但找不到有用的东西。

localPositionlocalScale是glm::vec3类型，是localRotation类型glm::quat。

由于它可能有帮助，我从上面的代码中选择了一个屏幕截图：

auto top = app->GetHierarchy()->GetTopObject();

auto childDepth1 = top->Instantiate().lock();
childDepth1->SetLocalPosition(glm::vec3(0, 1, 0));

// spiral one
auto mesh1 = childDepth1->AddComponent<RandomMesh>().lock();
mesh1->SetVerticeData("l 30");

auto childDepth2 = childDepth1->Instantiate().lock();
childDepth2->SetLocalPosition(glm::vec3(0, 1, 0));

// spherical one
auto mesh2 = childDepth2->AddComponent<RandomMesh>().lock();
mesh2->SetVerticeData("s 100 t");

截屏：

在此处输入图像描述

正如你所看到的，螺旋形的球体就像它的孩子一样。螺旋式的localPosition是(0, 1, 0)，所以也是worldPosition。但它是在-y现场渲染的。（我已经以其他方式确认该+y位置在中线上方。）

此外，球体的 localPosition 也是(0, 1, 0)，这使得它是worldPosition (0, 2, 0)。保持该+y位置在中线下方的方向，它必须在螺旋线下方渲染，但它在球体上方渲染。通过打印调试，它说球体worldPosition是(0, 0, 0)，不是(0, 2, 0)。

经过一些实验，我发现变换矩阵的应用正负取决于子深度的奇偶性。

我想要的只是类似 Unity 的变换系统。我怎样才能解决这个问题？

标签： c++openglglm-math

解决方案

这是由于我的愚蠢错误。当我初始化localRotation四元数值时，我在做

localRotation = glm::quat(0, 0, 0, 1);

我不知道确切的原因，但是使用调试器，每次旋转矩阵相乘时，它都会否定位置值。

正确的初始化是

localRotation = glm::identity<glm::quat>();

顾名思义，这根本不会应用轮换。

这是我的解决方案：

void BaseObject::RecalculateTransform()
{
    isTransformChanged = false;

    // For top object
    if (parent.expired())
    {
        worldTransform = localTransform = glm::mat4(1);
        return;
    }

    const auto& scaled = glm::scale(glm::mat4(1), localScale);
    const auto& rotated = glm::mat4(localRotation) * scaled;
    const auto& translated = glm::translate(glm::mat4(1), localPosition) * rotated;

    localTransform = translated;

    worldTransform = parent.lock()->GetWorldTransform() * localTransform;
}

一切皆好。在韩国已经是午夜了。我终于可以睡觉了。对于和我面临同样问题的人，请不要愚蠢:(

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