Происхождение (glu)lookAt

Когда вы визуализируете треугольник, координаты вершин интерпретируются следующим образом:

• Координата x будет влиять на горизонтальное положение в окне просмотра. -1 — левый край, а +1 — правый край.
• Координата Y будет влиять на вертикальное положение в окне просмотра. -1 — это нижний край, а +1 — верхний край.
• Координата z будет влиять на информацию о глубине. -1 — это положение в плоскости камеры (ближняя), а +1 — дальняя плоскость. Это значение обычно используется для записи в буфер глубины.

Вот почему ваш простой пример отображает видимый треугольник в дальней плоскости.

Теперь давайте перейдем к преобразованию вида. Преобразование будет построено из четырех векторов. Изображение (1, 0, 0), изображение (0, 1, 0), изображение (0, 0, 1) и вектор переноса. Однако, поскольку преобразование представления является обратным преобразованием, результирующую матрицу необходимо инвертировать.

Вы правы, что направление взгляда center - eye. Однако это не то, что нам нужно для матрицы. Нам нужно изображение (0, 0, 1). Обычно программы OpenGL используют правую систему координат. В этой системе камера смотрит в отрицательном направлении по оси Z. Таким образом, center - eye на самом деле является изображением (0, 0, -1). Изображение (0, 0, 1) тогда просто eye - center. Это то, что вам нужно.

С этим определением вам также понадобится соответствующее преобразование проекции. В противном случае вы будете видеть только то, что находится за камерой (потому что там координата z положительна и, следовательно, имеет положительное значение глубины). Преобразование проекции отвечает за превращение отрицательных координат z в положительные значения глубины.

При использовании виртуальной камеры обычно определяется пространство для глаз. Это определение может быть произвольным, но есть некоторые широко распространенные соглашения (и старый матричный стек GL определил или предпочел некоторые из соглашений). gluLookAt указывается для следующего соглашения:

1. камера находится в начале координат
2. камера смотрит в отрицательном направлении z, +x — это правая ось, а +y — направление вверх (так что у нас правая система координат)

Вы должны знать, что world space на самом деле не имеет значения при рендеринге. Все, что имеет значение, — это взаимное расположение объектов относительно виртуальной камеры/глаза (и именно поэтому старый стек матриц GL имеет объединенную матрицу ModelView, а не две отдельные матрицы для трансформаций Model и View). Использование мирового пространства, в котором размещены все объекты, и указание виртуальной камеры в этом пространстве просто более интуитивно понятно. Именно это и должен делать gluLookAt. Если вы оставите матрицу view в Identity, это будет так, как если бы ваша камера находилась в начале координат в мировом пространстве и смотрела в направлении -z. Таким образом, чтобы получить эффект перемещения камеры в определенную точку наблюдения, это то же самое, что перемещать все объекты в этом мировом пространстве в обратном направлении. То же самое верно и для вращений. А gluLookAt просто настроит поворот и перевод. Взгляните на мой предыдущий ответ о gluLookAt, чтобы узнать некоторые детали.