OpenGL旋转在90度和270度之间表现怪异
我是OpenGL的新手，我试图通过编写自己的简单引擎来学习它。 到目前为止，我已经实现了纹理映射，世界，视图和透视矩阵。 但是我注意到了一个奇怪的旋转行为。 我有一个具有旋转属性的网格类（围绕x，y和z轴）。 当我改变这些属性时，对象的旋转矩阵被重新计算，然后在顶点着色器中应用它来转换顶点。 当我以这种方式在0 - 90度和270 - 360度之间旋转网格时，一切看起来都很好，但是如果旋转角度在90 - 270度之间，距相机更远的三角形开始变大，而不是比那些更接近的更小。 然而，更接近的三角形绘制在更远的三角形前面，因此z坐标应该很好。 当旋转继续时，一旦达到270度，所有东西都可以无缝地恢复到正常状态。 另外，当我在我的代码中使用旋转矩阵和函数（不在着色器中）时，一切正常，只有在着色器中应用旋转矩阵时才会出现问题。
我提供了一张图片和一个视频：
https://www.youtube.com/watch?v=jJLT4DTEYyQ&feature=youtu.be
我的顶点着色器是：
#version 330
layout (location = 0) in vec3 position;
layout (location = 1) in vec2 texture_coordination;
layout (location = 2) in vec3 normal;
uniform mat4 perspective_matrix;
uniform mat4 world_matrix;
uniform mat4 view_matrix;
out vec2 uv_coordination;
void main()
{
gl_Position = perspective_matrix * view_matrix * world_matrix * vec4(position, 1.0);
uv_coordination = texture_coordination;
}
我做这样的矩阵：
void make_rotation_matrix(float degrees_x, float degrees_y, float degrees_z, float matrix[4][4])
{
degrees_x *= PI_DIVIDED_180; // convert to radians
degrees_y *= PI_DIVIDED_180;
degrees_z *= PI_DIVIDED_180;
float sin_x = sin(degrees_x);
float cos_x = cos(degrees_x);
float sin_y = sin(degrees_y);
float cos_y = cos(degrees_y);
float sin_z = sin(degrees_z);
float cos_z = cos(degrees_z);
matrix[0][0] = cos_z * cos_y;
matrix[1][0] = cos_z * sin_y * sin_x - sin_z * cos_x;
matrix[2][0] = cos_z * sin_y * cos_x + sin_z * sin_x;
matrix[3][0] = 0;
matrix[0][1] = sin_z * cos_y;
matrix[1][1] = sin_z * sin_y * sin_x + cos_z * cos_x;
matrix[2][1] = sin_z * sin_y * cos_x - cos_z * sin_x;
matrix[3][1] = 0;
matrix[0][2] = -1 * sin_y;
matrix[1][2] = cos_y * sin_x;
matrix[2][2] = cos_y * cos_y;
matrix[3][2] = 0;
matrix[0][3] = 0;
matrix[1][3] = 0;
matrix[2][3] = 0;
matrix[3][3] = 1;
}
void make_perspective_matrix(float fov_degrees, float near_plane, float far_plane, float matrix[4][4])
{
float aspect_ratio = global_window_width / ((float) global_window_height);
float range = near_plane - far_plane;
float tan_half_fov = tanf(fov_degrees / 2.0 * PI_DIVIDED_180);
matrix[0][0] = 1.0f / (tan_half_fov * aspect_ratio) ; matrix[1][0] = 0.0f; matrix[2][0] = 0.0f; matrix[3][0] = 0.0f;
matrix[0][1] = 0.0f; matrix[1][1] = 1.0f / tan_half_fov; matrix[2][1] = 0.0f; matrix[3][1] = 0.0f;
matrix[0][2] = 0.0f; matrix[1][2] = 0.0f; matrix[2][2] = (-1 * near_plane - far_plane) / (float) range; matrix[3][2] = 1.0;
matrix[0][3] = 0.0f; matrix[1][3] = 0.0f; matrix[2][3] = 2.0f * far_plane * near_plane / (float) range; matrix[3][3] = 0.0f;
}
void multiply_matrices(float matrix_a[4][4], float matrix_b[4][4], float matrix_result[4][4])
{
unsigned int i,j;
for (j = 0; j < 4; j++)
for (i = 0; i < 4; i++)
matrix_result[i][j] =
matrix_b[0][j] * matrix_a[i][0] +
matrix_b[1][j] * matrix_a[i][1] +
matrix_b[2][j] * matrix_a[i][2] +
matrix_b[3][j] * matrix_a[i][3];
}
void mesh_3d::update_transformation_matrix()
{
float helper_matrix[4][4];
multiply_matrices(this->translation_matrix,this->rotation_matrix,helper_matrix);
multiply_matrices(helper_matrix,this->scale_matrix,this->transformation_matrix);
}
我画这样的网格：
void mesh_3d::draw()
{
glUniformMatrix4fv(world_matrix_location,1,GL_TRUE,(const GLfloat *)this->transformation_matrix); // load this model's transformation matrix
glEnableVertexAttribArray(0);
glEnableVertexAttribArray(1);
glEnableVertexAttribArray(2);
if (this->texture != NULL)
{
glActiveTexture(GL_TEXTURE0); // set the active texture unit to 0
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D,this->texture->get_texture_object());
}
glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER,this->vbo);
glVertexAttribPointer(0,3,GL_FLOAT,GL_FALSE,sizeof(vertex_3d),0); // position
glVertexAttribPointer(1,2,GL_FLOAT,GL_FALSE,sizeof(vertex_3d),(const GLvoid*) 12); // texture coordination
glVertexAttribPointer(2,3,GL_FLOAT,GL_FALSE,sizeof(vertex_3d),(const GLvoid*) 20); // normal
glBindBuffer(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER,this->ibo);
glDrawElements(GL_TRIANGLES,this->triangles.size() * 3,GL_UNSIGNED_INT,0);
glDisableVertexAttribArray(0);
glDisableVertexAttribArray(1);
glDisableVertexAttribArray(2);
}
当然，网格默认情况下会将其日历和翻译矩阵设置为标识。
我一直坚持这几天，我不知道如何继续前进，如果有人能够至少指出什么是错的，我会很高兴。
我已经打印出0和122度的矩阵值：
0度：
模型（世界）：
1 0 0 0
0 1 0 0
0 0 1 0
0 0 3 1
视图：
1 0 0 0
0 1 0 0
0 0 1 0
0 0 0 1
投影（透视）：
0.75 0 0 0
0 1 0 0
0 0 1.06186 1
0 0 -0.618557 0
122度：
模型（世界）：
-0.529919 0 -0.848048 0
0 1 0 0
0.848048 0 0.280814 0
0 0 3 1
观点：和以前一样
投影（透视）：与之前一样
当我尝试复制它们时，一些矩阵计算与我得到的结果不相符。 用你的符号，我得到了旋转矩阵的以下内容：
matrix[0][0] = cos_z * cos_y;
matrix[1][0] = cos_z * sin_y * sin_x + sin_z * cos_x;
matrix[2][0] = -cos_z * sin_y * cos_x + sin_z * sin_x;
matrix[3][0] = 0.0f;
matrix[0][1] = -sin_z * cos_y;
matrix[1][1] = -sin_z * sin_y * sin_x + cos_z * cos_x;
matrix[2][1] = sin_z * sin_y * cos_x + cos_z * sin_x;
matrix[3][1] = 0.0f;
matrix[0][2] = sin_y;
matrix[1][2] = -cos_y * sin_x;
matrix[2][2] = cos_y * cos_x;
matrix[3][2] = 0.0f;
如果您将结果与您的结果进行比较，则主要只是标志差异。 看起来你用左手旋转，而我用右手，这改变了所有sin_[xyz]值的符号。 matrix[2][2]虽然非常不同，但看起来你在那里有一个错字。
您的投影矩阵也看起来不标准。 在通常使用的OpenGL投影矩阵（例如匹配红皮书）中，这些矩阵元素是不同的：
matrix[2][2] = (near_plane + far_plane) / range;
matrix[3][2] = -1.0f;
上一篇: OpenGL rotation behaves weird between 90 and 270 degrees