我正在使用OpenGL和GLUT来显示多维数据集。现在，我希望能够通过在窗口上拖动鼠标来围绕立方体旋转摄像机。当鼠标水平移动时，多维数据集应绕其垂直轴旋转，当鼠标垂直移动时，多维数据集应绕其水平轴旋转，二者均以固定距离d进行。
[为了实现这一点，我尝试用球坐标theta和phi表示相机。当鼠标在屏幕上水平移动时，我增大（右）或减小（左）theta，而当鼠标垂直移动时，我增大（上）或减小（下）phi。然后，我使用以下方程式确定相机和相关视图矩阵的笛卡尔位置：
float eye_x = d * sin(phi) * cos(theta);
float eye_y = d * sin(phi) * sin(theta);
float eye_z = d * cos(phi);
glm::vec3 centre(0.0f, 0.0f, 0.0f);
glm::vec3 up(0, 1, 0);
view_matrix = glm::lookAt(eye, centre, up);
当我运行此代码时，当我在窗口上移动鼠标时，立方体会旋转，但不会以我期望的方式旋转。另外，立方体似乎在某些点突然“翻转”其方向。
有人可以为我指出正确的方向，我应该如何正确实施此方法？
您提到的不连续性，即“翻转”，是由于在lookat矩阵构造中使用了固定的“向上”方向而产生的。如果“眼睛”方向为“向上”方向，则lookat矩阵的行为会异常。因此，您的代码将需要直接调整“向上”。
但是，基本问题是它没有按照您希望的方式旋转？这是因为使用了错误的工具来解决问题，也由于缺乏对问题本身的全面了解。
我假设您要在Maya或Blender3D等3D建模应用程序中实现类似鼠标旋转控件的功能。如果您注意的话，您会注意到viewer的方向实际上是由此类鼠标控件考虑在内的。如果您更改查看对象的角度，则应用于该对象的旋转将发生变化。
或者换句话说，您想要控制对象相对于相机的方向。但是，您最终要设置的矩阵是相对于world。
的旋转。所以这就是你要做的。您需要根据鼠标移动生成方向偏移。这是相对于相机而言的。然后，您需要将该方向偏移转换为相对于世界的偏移。然后，将其应用于对象的当前方向。
球面坐标不能执行此操作。它们以相对于世界的角度进行交易。并且即使不是不可能，变换这样的角度也是困难的。相反，您需要使用方向[[直接，而不是角度。
这意味着矩阵或四元数。我编写的非官方GL SDK的class that does this。关键代码是：
void ObjectPole::RotateViewDegrees( const glm::fquat &rot, bool bFromInitial )
{
if(!m_bIsDragging)
bFromInitial = false;
if(m_pView)
{
glm::fquat viewQuat = glm::quat_cast(m_pView->CalcMatrix());
glm::fquat invViewQuat = glm::conjugate(viewQuat);
m_po.orientation = glm::normalize((invViewQuat * rot * viewQuat) *
(bFromInitial ? m_startDragOrient : m_po.orientation));
}
else
RotateWorldDegrees(rot, bFromInitial);
}
函数的输入是表示旋转度的四元数，其基于鼠标在帧之间移动了多少而计算出。该函数的工作是将该增量应用于对象的当前方向。但是，增量位于相机空间（用户正在查看的空间）中。由于存储的对象的方向位于世界空间中，因此需要在将增量应用于对象的方向之前将其转换为世界空间。
这是invViewQuat * rot * viewQuat的工作。数学起作用的原因是a bit complex。