OpenGL教程翻译 第十四课 相机控制（一）
原文地址：http://ogldev.atspace.co.uk/（源码请从原文主页下载）
Background
在之前的教程中我们学习了如何在三维场景中的任何地方放置相机。那么我们下一步就应该学着去控制这个相机。相机可以向任何方向自由移动。我们可以用鼠标和键盘控制相机——鼠标控制视口方向，键盘控制我们的位置。这些都和第一人称视角相似。这一章我们主要来学习鼠标和键盘的控制。
我们仍然使用上下左右四个方向键。记住，我们的相机的变换取决于位置、target
向量和up
向量。当我们使用键盘移动时，我们只改变了我们的位置信息。上下左右的操作不会导致相机倾斜或旋转，所以target vector
和 up vector都不受影响。
控制键盘我们用到另一个GLUT API：glutSpecialFunc（）。当一个“特定”键被敲击的时候，这个函数就会注册一个因之触发的回调。这些特定的键包括：功能键、方向键和PAGE-UP/PAGE-DOWN/HOME/END/INSERT键。如果你想要捕获常规键（字符或者数字），那么请使用glutKeyboardFunc（）。
Code Walkthru
相机的功能封装在相机类内。这个类存储相机的属性，并且可以通过接收到的移动事件改变这些属性。管线类获取这些属性并通过它们产生变换矩阵。
(Camera.h)
class Camera
{
public:
Camera();
Camera(const Vector3f& Pos, const Vector3f& Target, const Vector3f& Up);
bool OnKeyboard(int Key);
const Vector3f& GetPos() const
const Vector3f& GetTarget() const
const Vector3f& GetUp() const
private:
Vector3f m_pos;
Vector3f m_target;
Vector3f m_up;
};
这是相机类的声明。它存储着定义相机类的三个属性——位置向量、target
vector 和up vector。有两个构造函数。默认的那个构造函数简单地将相机摆放在从原点看向Z轴正方向，up
向量指向“天空”（0,1,0）点位置。我们还可以选择创建一个具有特定属性值的相机。OnKeyboard()函数给相机类提供了键盘事件。它返回一个布尔值用来显示该事件是否由相机类接受。如果点击的按键与我们定义的响应事件相关，则返回true，否则返回false。这样，你可以建立一条客户端链用来接收键盘事件，在获取响应特定事件的第一个客户端后停止。
(Camera.cpp:42)
bool Camera::OnKeyboard(int Key)
{
bool Ret = false;
switch (Key) {
case GLUT_KEY_UP:
{
m_pos += (m_target * StepSize);
Ret = true;
}
break;
case GLUT_KEY_DOWN:
{
m_pos -= (m_target * StepSize);
Ret = true;
}
break;
case GLUT_KEY_LEFT:
{
Vector3f Left = m_target.Cross(m_up);
Left.Normalize();
Left *= StepSize;
m_pos += Left;
Ret = true;
}
break;
case GLUT_KEY_RIGHT:
{
Vector3f Right = m_up.Cross(m_target);
Right.Normalize();
Right *= StepSize;
m_pos += Right;
Ret = true;
}
break;
}
return Ret;
}
这个函数根据键盘事件移动相机。GLUT定义了与方向键相应的宏命令，而上面的switch语句正是基于此。不幸的是，这些宏定义的类型都是只是“int”类型，而不是枚举类型。
向前向后的移动是最简单的。因为移动总是沿着target vector，我们就只需要让当前位置加上或者减去target vector就可以了。target
vector本身不改变。注意，在加上或者减去target vector之前，我们用一个叫做“StepSize”的常数来缩放它。对所有的方向键，我们都做如此处理。StepSize提供了一个改变速度的中心点（在后面我们也许将会把这个值添加到类属性中）。为使步长一致，我们要确保我们总是乘上单位长度的向量（即我们必须确保目标和up向量是单位长度的）。
向侧面移动有些复杂。这是一种沿着垂直于target vectors和
up vectors所确定的平面的矢量的移动。这个平面将三维空间分成了两个部分，并且有两个向量垂直于它，这两个向量方向相反。我们称其中的一个向量为“left”，另一个为“right”。这两个向量是由target
vectors和 up vectors的叉积的两种可能的组合分别产生的——target vectors×up
vectors和up target vectors×target
vectors（叉积运算没有交换律——也就是说，在叉积运算中，改变参数的顺序会得到不同的结果）。得到left/right向量之后，我们用StepSize常量将其规范化，用StepSize放缩，最后添加到position（可以将相机向左右方向移动）上。此外，target
vectors和up vectors没有受到影响。
注意，这个函数的内部操作里使用了一些新的运算符，比如被添加到Vector3f
类中的“+=”和“-=”。
(tutorial14.cpp:73)
static void SpecialKeyboardCB(int Key, int x, int y)
{
GameCamera.OnKeyboard(Key);
}
static void InitializeGlutCallbacks()
{
glutDisplayFunc(RenderSceneCB);
glutIdleFunc(RenderSceneCB);
glutSpecialFunc(SpecialKeyboardCB);
}
这里，我们注册一个新的回调函数来处理特殊的键盘事件。在按键被触发的时候，回调函数接收按键和鼠标的位置信息。我们忽略鼠标的位置，并且把这个事件传递给成相机类的一个实例，这个实例早已分配给该文件的全局部分。
(tutorial14.cpp:55)
p.SetCamera(GameCamera.GetPos(), GameCamera.GetTarget(), GameCamera.GetUp());
以前，我们在管线类中用硬编码的向量初始化相机参数。现在，我们不再使用这些向量，而是从Camera类直接获取相机属性。
