Wie definiere ich eine Modellmatrix, ohne glm::lookAt() zu verwenden?

Transformation der Modellmatrix

Um die Position und Ausrichtung eines Objekts in einer 3D-Szene zu definieren, verwendet man normalerweise die Modellmatrix. Während glm::lookAt() eine praktische Funktion zum Einrichten einer Ansichtsmatrix ist, ist sie möglicherweise nicht direkt auf die Modellmatrix anwendbar.

Modelltransformation

Die Die Modellmatrix transformiert die Scheitelpunktpositionen vom Modellraum (dem lokalen Koordinatensystem des Objekts) in den Weltraum (dem Koordinatensystem der gesamten Szene). Es besteht aus drei Hauptelementen:

• Position: Verschiebt das Objekt entlang der x-, y- und z-Achse.
• Rotation: Dreht das Objekt um die x-, y- und z-Achse.
• Skalierung: Passt an die Größe des Objekts.

Erstellen einer Modellmatrix

Anstatt glm::lookAt() zu verwenden, können Sie eine Modellmatrix manuell mithilfe von definieren folgende Struktur:

[ X-axis.x, X-axis.y, X-axis.z, 0 ]
[ Y-axis.x, Y-axis.y, Y-axis.z, 0 ]
[ Z-axis.x, Z-axis.y, Z-axis.z, 0 ]
[ trans.x,  trans.y,  trans.z,  1 ]

Zum Beispiel, wenn Sie ein Objekt bei (0,4, 0,0, 0,0) positionieren und drehen möchten um 45 Grad um die x-Achse würden Sie die Modellmatrix wie folgt definieren:

[ 1.0,  0.0,  0.0,  0.0 ]
[ 0.0,  0.707, 0.707, 0.0 ]
[ 0.0, -0.707, 0.707, 0.0 ]
[ 0.4,  0.0,  0.0,  1.0 ]

Shader-Implementierung

In Ihrem Vertex-Shader können Sie dann die transformieren Scheitelpunktposition unter Verwendung der Modellmatrix als folgt:

gl_Position = CameraMatrix * ModelMatrix * Pos;

Wobei:

• CameraMatrix ist die Ansichtsprojektionsmatrix.
• ModelMatrix ist die oben definierte Modellmatrix.
• Pos ist die Scheitelpunktposition im Modellraum.

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