球面相机旋转算法

球面相机旋转这种旋转方式用户体验方式要优于X轴y轴混合旋转方式，模型旋转的方向和鼠标移动方向保持一致。下面给出一种“球面相机”实现旋转的方法。原理：移动鼠标时，通过gluLookAt来改变视点的位置（采用增量的方式），而模型保持不动。即：只进行视点变换，不进行模型变换。下图是用户按下左键，在屏幕上移动的一段距离（从A移动到B）。(0,0)C—V1(cente1■朋,centery,centtrz)上一点A版嫁1)□---o M当前点B㈣死)k*由于屏幕坐标y轴向下，为了与投影平面坐标系（传统笛卡尔坐标）保持一致。AM=y1-y2; /*将消息代码描述*/BM=x2-x1;建立屏幕和投影变换近裁截面之间的对应关系（如下图）。

(eyesn(eyesneyey?eyez)AO(c=entericentericenter、、v(u.pvect< ctory,upvectors)JXj-'/\代码实现：voidsetSphereCameraPos(){//左键未按下，直接返回if(!is_left_button_down)return;6//从聚焦点指向视点的向量OA向量vector3dda(eye-target);9//计算球面相机半径radius=a.getLength();

//将其单位化a.normailize();//当前相机向上方向与a做叉乘，计算投影面水平向右方向向量uvector3ddu=upvector.crossProduct(a);//将其单位化u. normailize();//计算相机向上方向在投影面上的投影向量即垂直向上的方向向量vvector3ddv=a.crossProduct(u);//将其单位化normailize();//计算屏幕AB在投影面上对应的向量AB向量vector3ddm=u*delta_point.x+v*delta_point.y;//计算m向量的长度doublelen=m.getLength();//降低灵敏度len/=20.0;if(len>0.0){//角度AOB弧度表示弧长/半径1213141516171819202122232425262728293031323334353637doublex=len/radius;38〃将AB向量单位化39m.normailize();404141//按相反方向转动视点到C从而使得按与鼠标移动一致的方向转动模型4242x=-1*x;43//计算新的相机位置C4444eye=target+(a*cos(x)+m*sin(x))*radius;4546//计算新的相机向上方向47upvector=v;4849}消息代码1LRESULTCALLBACKWndProc(HWNDhWnd,//HandleForThisWindowUINTuMsg,//MessageForThisWindowWPARAMwParam,//AdditionalMessageInformationLPARAMlParam)//AdditionalMessageInformationswitch(uMsg)//CheckForWindowsMessages9 {101112139 {10111213141516171819202122//23//24return0;}2526//计算相机新的位置27pre_point=cur_pt;setSphereCameraPos();caseWMLBUTTONDOWN:is_left_button_down=true;pre_point.x=LOWORD(lParam);pre_point.y=HIWORD(lParam);caseWM_MOUSEMOVE:{if(is_left_button_down){cur_pt.x=LOWORD(lParam)cur_pt.y=HIWORD(lParam)delta_point为增量点delta_point.xcur_pt.x-pre_point.x);保持屏幕坐标系和投影平面坐标系一致delta_point.y=-1*(cur_pt.y-pre_point.y);〃将当前点赋值给前一个点return0;TOC\o"1-5"\h\z}32caseWM_LBUTTONUP:{is_left_button_down=false;return0;}}39//PassAllUnhandledMessagesToDefWindowProcreturnDefWindowProc(hWnd,uMsg,wParam,lParam);}43vector3dd类vector3ddclassvector3dd{private:doublex,y,z;5public:vector3dd(){};vector3dd(doublea,double b,doublec){x=a;y=b;z=c;}vector3dd(constvector3dd& v){*this=v;}

public:voidoperator=(constvector3dd&v){x=v.x;y=v.y;z=v.z;}vector3ddoperator*(doublea){returnvector3dd(a*x,a*y,a*z);}vector3ddoperator+(constvector3dd&v){returnvector3dd(x+v.x,y+v.y,z+v.z);}vector3ddoperator-(constvector3dd&v){returnvector3dd(x-v.x,y-v.y,z-v.z);}public:doublegetX(){returnx;}doublegetY(){returny;}doublegetZ(){returnz;}voidsetValue(doublea,doubleb,doublec){x=a;y=b;1011121314151617181920212223242526272829303132333435z=c;3637383940414243444546474849505152535455565758596061doublegetLength(){returnsqrt(x*x+y*y+z*z);}voidnormailize(){doublelength=getLength();x/=length;y/=length;z/=length;}voidinvert(){x*=-1;y*=-1;z*=-1;}vector3ddcrossProduct(constvector3dd&v){returnvector3dd(y*v.z-