jMonkeyEngine之Camera全攻略

昨天弄Camera，本来还以为不难，谁知道却被这个问题困扰了一个晚上。不知怎么地，早上突然一个猜想，然后测试，通过！因此写下本文，供大家一起学习交流。本文所用图片都是本人亲手PS的，所以转载文章、图片请注明出处。谢谢！

 

 

想自定义jMonkeyEngine中的Camera一般需要做2件事：

1、  设置摄像机视锥（ViewFrustum）的大小

2、  设置摄像机的位置和朝向

 

设置视锥（ViewFrustum）一般有以下2个方法：

setFrustum(float near, float far, float left, float right, float top, float bottom)

float near           : 最近那个面（屏幕）离摄像机位置（你眼睛）的距离。

float far              : 相当于摄像机最远那个面和你眼睛的距离。

float left             : 最近那个面向左偏离你眼睛的值。

float right          : 最近那个面向右偏离你眼睛的值。

float top             : 最近那个面向上偏离你眼睛的值。

float bottom      : 最近那个面向下偏离你眼睛的值。

该方法比较直观，也就是当你设置了一个锥体的2个截面和你距离，以及第一个截面的大小。那么你就能确定这个锥体（如下图，省略了right和bottom，原理和top、left一样）。

 

 

另一种设置视锥的方法是下面这种：

setFrustumPerspective(float fovY, float aspect, float near, float far)

float fovY            : 如果一个摄像机固定，一个物体从被正视到往上移动直到看不到的角度。

float aspect       : 屏幕的宽高比。

float near           : 最近那个面（屏幕）离摄像机位置（你眼睛）的距离。

float far              : 相当于摄像机最远那个面和你眼睛的距离。

这个方法也比较容易理解，看下面的图：

 

 

 

 

 

 

一般float fovY如果你不知道设置什么好，就设置45f，该值应该在0-90之间。你想想，如果你设置了91，那么表示摄像机上下的角度加起来将超过182，也就是你能看到自己后面的东西？而如果设置太小将形成隧道效应。

 

总体来说，设置视锥还是比较容易。接下来是设置位置和朝向。这很重要，决定了你能不能看到东西，就看这一步了。

 

设置帧（setFrame）

1、 通过setLocation(Vector3f loc)和lookAt(Vector3f pos, Vector3f worldUp)组合设置

2、 通过setFrame(Vector3f loc, Quaternion axes)

3、 通过setFrame(Vector3f loc, Vector3f left, Vector3f up, Vector3f dir)

 

第一种方法比较简单。大家可以试一下，就是设置Camera的位置和它看向的方向。这个我就不说了。

第二种方法我还没试过。当应该和第三种方法原理一样。

我现在就讲讲第三种，正是这种方法困扰了我一天。

先看下面这个图：

 

 

 

setFrame(Vector3f loc, Vector3f left, Vector3f up, Vector3f dir)

其中 loc为摄像机的位置，即视锥的顶点的在世界中的位置。而left和up则定义了camera自己的坐标系。dir为camera指向的方向。

 

//想在图中位置正视box，如下代码

Vector3f loc       = new Vector3f(0,0,100);

Vector3f left      = new Vector3f(-1,0,0);

Vector3f up      = new Vector3f(0,1,0);

Vector3f dir      = new Vector3f(0,0,-1);

cam.setFrame(loc, left, up, dir);

 

up定义了camera的上轴，由于现在该轴和世界坐标系的Y轴一样，因此为(0,1,0),由于我们想让camera在Z轴正向往Z轴负向看。因此dir应该为(0,0,-1)，而由于jME中使用右手坐标系统，因此X轴此时就只能是往左。即（-1，0，0）。Z轴可以看成是视锥顶点到各个截面中心的连线所指的方向，这个很重要记住！。

 

注意：很多人（包括我）一开始可能会想到将Camera移动到X轴正向，然后设置dir来从右边观察位于原点的Box。如下代码：

 

Vector3f loc       = new Vector3f(100,0,0);

Vector3f left      = new Vector3f(-1,0,0);  

Vector3f up      = new Vector3f(0,1,0);

Vector3f dir      = new Vector3f(-1,0,0);

cam.setFrame(loc, left, up, dir);

 

你会发现这样根本看不到box。

 

 

 

 

 

因为camera的坐标轴并没有改变，改变的只是dir。在坐标轴不变的情况下改变dir相当于将camera进行变形操作。而当dir和x轴或y轴为同一方向时，整个视锥相当于被压扁。它此时近似已经没有可视范围了，因此不管怎样都看不到东西了。

你还可以试试：

                  //想从Y轴往下看，也看不到Camera

Vector3f loc       = new Vector3f(0, 100,0);

Vector3f left      = new Vector3f(-1,0,0);  

Vector3f up      = new Vector3f(0,1,0);

Vector3f dir      = new Vector3f(0, -1,0);

cam.setFrame(loc, left, up, dir);

 

 

那么怎样才能在Vector3f loc = new Vector3f(100,0,0);的情况下从右侧观察box能。很简单。确定Y轴，确定dir，让它指向世界坐标X轴负向，最后确定Camera的X轴（由右手坐标规则）。

试试：

Vector3f loc       = new Vector3f(100,0, 0);

Vector3f left      = new Vector3f(0,0,1);    

Vector3f up      = new Vector3f(0,1,0);

Vector3f dir      = new Vector3f(-1,0, 0);

cam.setFrame(loc, left, up, dir);

         OK了吧。

 

不知道怎样会不会让你更好理解一点：想要确定摄像机的朝向，那么先确定它的dir，然后确定up（因为一般都是(0，1，0)），然后把dir看成是Z轴，UP则是Y轴，这样就可以确定X轴，就是left。

 

注意：上面的(0,0,1)和(0,0,4)指向的是同一个方向，但是使用(0，0，4)你会发现box变形了。在这里，left、up、dir的数值除了用于计算方向，还代表单位向量的长度。因此，需要计算好。