在 GLM 中旋转、缩放和平移 2d 点

Question

我目前正在尝试创建一个 2d 游戏，但令我感到有点震惊的是，我找不到任何转换，例如旋转、缩放、vec2 的翻译。

例如，据我所知，rotate 仅适用于 mat4x4，并且 mat4x4 只能乘以 vec4。

这有什么理由吗？

我想在 CPU 上计算我的顶点

std::vector<glm::mat2> m;

收集所有矩阵、生成顶点、填充 GPU 缓冲区，然后在一次绘制调用中绘制所有内容。

我该如何在 glm 中做到这一点？只使用 mat4 然后忽略 z 和 w 分量？

Answer 1

您应该理解的一件事是您不能忽略 z 分量，更不用说 w 分量了。这取决于你想如何看待问题。问题是您想使用 mat2 和 vec2 进行 2D，但可惜它并不像您想象的那么简单。您正在使用 OpenGL，并且可能也使用着色器。您需要至少使用 a glm::mat3，或更好：mat4。这样做的原因是，虽然你想要一切都是 2D 的，但它必须以 3D 的方式完成。2D 实际上只是 3D，z 缓冲区为 1，剪辑窗格相对于窗口大小是静态的。

所以，我的建议是这样的：

1. 对于您的模型矩阵，您可以将其作为glm::mat4包含所有数据的矩阵，即使您不打算使用它。一致性在这里很重要，尤其是对于转换而言。

2. 不要忽略glm::mat4;中的 z 和 w 分量。它们很重要，因为它们的价值观决定了它们在屏幕上的位置。OpenGL 需要知道某个值在 z 平面中的位置。并且对于矩阵乘法，需要齐次坐标，因此w分量也很重要。换句话说，你实际上被困在了glm::mat4。

3. 为了让glm::mat4你得到转变应该

   #include <glm/gtc/matrix_transform.hpp>

单独对待你的精灵；就像有一个Sprite班级，然后将他们分组到该班级之外。不要递归地进行分组，因为这会导致代码混乱。应该在每个 Sprite 的基础上生成顶点；不用担心优化，因为 OpenGL 会为你处理好这个问题，更不用说 C++ 方面的编译器了。你很快就会意识到，通过分解这个问题，你可以得到类似的东西

std::vector<Sprite*> sprites;

for (const auto& : i)
    i->init();

// etc...

for (const auto& : i)
    i->render();

关于着色器，您不应该将它们真正放在 Sprite 类中。有一个资源加载器，并且只需让每个 Sprite 类从该加载器检索着色器即可。

最重要的是：记住转换的顺序！

关于精灵的变换，您可以做的是使用glm::vec3精灵位置，将 z 分量设置为 0。然后，您可以通过简单地使用需要 x 和 y 值的函数来移动精灵。使用 将这些值输入模型矩阵glm::translate(..)。关于旋转，您glm::rotate()只需使用获取旋转角度的函数即可。始终在 Z 窗格上旋转，因此它应该与此类似：

modelMatrix = glm::rotate(modelMatrix, glm::radians(angle), glm::vec3(0.f, 0.f, 1.f));

至于缩放，同样是一个setScale()接受 x 和 y 两个值的合适函数。将 z 分量设置为 1 以防止 Sprite 在 z 方向上缩放。将值输入glm::scale如下：

modelMatrix = glm::scale(modelMatrix, glm::vec3(scale));

请记住，存储矩阵几乎没有什么好处，因为它们只是数字；它们并不表明您真正想用它们做什么。类最好Sprite封装一个矩阵，以便清楚它们代表什么。

不客气！