Я разрабатываю игру, состоящую из двух этапов, один из которых имеет орфографическую проекцию, а другой этап имеет перспективную проекцию.
В настоящее время, когда мы переключаемся между режимами, мы переходим в черный цвет, а затем возвращаемся в новый режим камеры.
Как бы я плавно переходил между ними?
P1(x) это координаты в одной проекции, а P2(x) в другой, то можно было бы получить плавный переход f P1(x) + (1-f) P2(x), плавно меняя f от 0 до 1 08.02.2017 Вероятно, есть несколько способов добиться этого, два, которые я нашел, которые, казалось, будут работать лучше всего:
Перетаскивание всех матричных элементов из одной матрицы в другую. Судя по всему, это работает довольно хорошо, учитывая все обстоятельства. Однако я не верю, что этот переход будет линейным. Вы можете попробовать дать ему функцию смягчения вместо линейной интерполяции.
масштабирование тележки на матрице перспективы, идущей в/из поля зрения, близкого к 0. Вы бы переключились с орфографической матрицы на матрицу ближней 0 перспективы и переместили бы поле зрения к своей цели, и, вероятно, сильно настраивали бы ближние/дальние плоскости по мере продвижения. В обратном случае вы бы перешли к 0, а затем перешли бы к орфографической матрице. Идея, стоящая за этим, заключается в том, что объекты кажутся более плоскими с более низким полем зрения и что поле зрения, равное 0, по сути является орфографической проекцией. Это более сложно, но также может быть настроено намного больше.
Если у вас есть доступ к программируемому конвейеру (также известному как шейдеры), вы можете выполнить переход в вершинном шейдере. Я обнаружил, что это работает очень хорошо и не создает артефактов. Вот фрагмент кода GLSL:
#version 150
uniform mat4 uModelMatrix;
uniform mat4 uViewMatrix;
uniform mat4 uProjectionMatrix;
uniform float uNearClipPlane = 1.0;
uniform vec2 uPerspToOrtho = vec2( 0.0 );
in vec4 inPosition;
void main( void )
{
// Calculate view space position.
vec4 view = uViewMatrix * uModelMatrix * inPosition;
// Scale x&y to 'undo' perspective projection.
view.x = mix( view.x, view.x * ( -view.z / uNearClipPlane ), uPerspToOrtho.x );
view.y = mix( view.y, view.y * ( -view.z / uNearClipPlane ), uPerspToOrtho.y );
// Output clip space coordinate.
gl_Position = uProjectionMatrix * view;
}
В коде uPerspToOrtho — это vec2 (например, float2), который содержит значение в диапазоне [0..1]. Если установлено значение 0, ваши координаты будут использовать перспективную проекцию (при условии, что ваша проекционная матрица является перспективной). Если установлено значение 1, ваши координаты будут вести себя так, как если бы они были спроецированы матрицей ортогональной проекции. Вы можете сделать это отдельно для осей X и Y.
uNearClipPlane — это расстояние ближней плоскости, значение, которое вы использовали для создания матрицы перспективной проекции.
При преобразовании этого в HLSL вам может понадобиться использовать view.z вместо -view.z, но я могу ошибаться.
Я надеюсь, что вы найдете это полезным.
Редактировать: вместо того, чтобы передавать расстояние ближней плоскости отсечения, вы также можете извлечь его из матрицы проекции. Для OpenGL это так:
float zNear = 2.0 * uProjectionMatrix[3][2] / ( 2.0 * uProjectionMatrix[2][2] - 2.0 );
Редактировать 2: вы можете оптимизировать код, одновременно выполняя масштабирование по x и y:
view.xy = mix( view.xy, view.xy * ( -view.z / uNearClipPlane ), uPerspToOrtho.xy );
Чтобы избавиться от деления, вы можете умножить на обратное расстояние в ближней плоскости:
uniform float uInvNearClipPlane; // = 1.0 / zNear
Мне удалось сделать это без явного использования матриц. Я использовал Java, поэтому синтаксис отличается, но сопоставим. Одной из вещей, которые я использовал, была функция mix(). Он возвращает value1, когда factor равно 1, и value2, когда factor равно 0, и имеет линейный переход для каждого промежуточного значения.
private double mix(double value1, double value2, double factor)
{
return (value1 * factor) + (value2 * (1 - factor));
}
Когда я вызываю эту функцию, я использую value1 для перспективы и value2 для орфографии, например: mix(focalLength/voxel.z, orthoZoom, factor)
При определении фокусного расстояния и коэффициента ортогонального масштабирования полезно знать, что все, что находится на расстоянии focalLength/orthoZoom от камеры, будет проецироваться в одну и ту же точку на протяжении всего перехода.
Надеюсь это поможет. Вы можете скачать мою программу, чтобы посмотреть, как она выглядит на https://github.com/npetrangelo/3rd-Dimension/releases.
