Direct-X学习笔记--三维摄像机

一.介绍

哇！

到了传说中的3D摄像机啦！

之前我们写的东东，都是观察点不动，通过世界变换让东西动，今天，通过三维摄像机我们就能够改变我们的观察点，观察方向，任意在三维空间中驰骋。之前我们所设定的视角都是通过D3DXMatrixLookAtLH这个函数。通过几个设定好的向量，将视角初始化的。而在程序真正执行时，视角就不再改变了，而这次。我们要实时的生成视角变换矩阵，实时的改变我们的视角，我们所谓的摄像机就是这个原理。

我们通过一个类来封装摄像机，这个类基本的字段就是用四个分量：右分量（rightvector）、上分量（up vector）、观察分量（lookvector）和位置分量（position vector），来确定一个摄像机相对于世界坐标系的位置和朝向。并依据这四个分量计算出一个取景变换矩阵。然后通过取景变换（VIEWTRANSFORM）实现改变视角。

通过这些分量。我们能够确定摄像机的位置和朝向。操作有平移和旋转，那么一共就有6中操作：

（1）沿着观察分量平移（前进后退）

（2）沿着观察分量旋转（左右翻滚）

（3）沿着右分量平移（左右移动）

（4）沿着右分量旋转（朝上下看）

（5）沿着上分量平移（上下移动）

（6）沿着上分量旋转（朝左右看）

二.操作

这里，我们把摄像机的功能封装成一个类，这样，我们就能够很方便的使用摄像机的功能，而不须要写一大堆代码啦。

要用到几个函数：

（1）D3DXVec3Normalize 将向量单位化

（2）D3DXVec3Cross        叉乘，第二个，第三个參数为參加运算的向量，生成的结果为垂直与两个向量构成平面的向量，由一个參数输出结果

（3）D3DXVec3Dot  点乘，结果返回

（4）D3DXMatrixRotationAxis 创建一个绕随意轴旋转一定角度的矩阵，第一个參数为输出矩阵，第二个參数为轴，第三个參数为角度

（5）D3DXVec3TransformCoord 依据矩阵变换一个向量，第一个參数为输出向量，第二个參数为被变化向量。第三个參数为矩阵

（6）D3DXVec3Length      获得向量的长度，返回

取景变换所解决的事实上就是世界坐标系中的物体在以摄像机为中心的坐标系中怎样来表示的问题。这就是说，须要将世界坐标系中的物体随着摄像机一起进行变换，这样摄像机的坐标系就与世界坐标系全然重合了。摄像机事实上也相当于三维世界中的一个物体。和我们绘制的东西一样。

我们把摄像机移动到世界坐标系的原点，然后让右向量与世界坐标系的x方向重合。上向量与世界坐标系的y方向重合，观察向量与世界坐标系的z方向重合。这样，我们就能生成一个矩阵。

当然这个矩阵感觉比較麻烦，我们照抄下来，生成就可以。

计算取景变换矩阵的方法例如以下：

void CCamera::CalculateViewMatrix(D3DXMATRIX *pMatrix)
{
	//规范化三个向量使之成为正交矩阵

	//规范化观察向量
	D3DXVec3Normalize(&m_vLookVector, &m_vLookVector);
	//使上向量与观察向量垂直
	D3DXVec3Cross(&m_vUpVector, &m_vLookVector, &m_vRightVector);
	//规范化上向量
	D3DXVec3Normalize(&m_vUpVector, &m_vUpVector);
	//右向量与上向量垂直
	D3DXVec3Cross(&m_vRightVector, &m_vUpVector, &m_vLookVector);
	//规范化右向量
	D3DXVec3Normalize(&m_vRightVector, &m_vRightVector);

	//创建取景变换矩阵
	pMatrix->_11 = m_vRightVector.x;
	pMatrix->_12 = m_vUpVector.x;
	pMatrix->_13 = m_vLookVector.x;
	pMatrix->_14 = 0.0f;

	pMatrix->_21 = m_vRightVector.y;
	pMatrix->_22 = m_vUpVector.y;
	pMatrix->_23 = m_vLookVector.y;
	pMatrix->_24 = 0.0f;

	pMatrix->_31 = m_vRightVector.z;
	pMatrix->_32 = m_vUpVector.z;
	pMatrix->_33 = m_vLookVector.z;
	pMatrix->_34 = 0.0f;

	pMatrix->_41 = -D3DXVec3Dot(&m_vRightVector, &m_vCameraPosition);
	pMatrix->_42 = -D3DXVec3Dot(&m_vUpVector, &m_vCameraPosition);
	pMatrix->_43 = -D3DXVec3Dot(&m_vLookVector, &m_vCameraPosition);
	pMatrix->_44 = 1.0f;
}

这样，我们就能够依据摄像机类中的四个向量（相机位置，上分量。右分量，观察分量）获得取景变换的矩阵，通过指针传递參数。这样，我们实时的依据这个矩阵进行取景变换，就能够得到实时的画面情况。

而我们在逻辑部分要做的就是改变摄像机类中的各个分量就可以。

整个摄像机类的设计例如以下：

.h文件

/******************************************