現在我們嘗試編寫一個鏡頭類，有了這個類，我們能上下左右前後移動，感覺在玩fps遊戲，很不錯，下面開始看看怎麽寫。

　　初次接觸鏡頭類是我在魔獸地圖編輯中，當時創建一個鏡頭的步驟就是放到某個位置，調節角度，分別有3個角度可以調節，一個是類似高度一樣的東西，一個是環繞著某個點的旋轉角度，還有就是鏡頭的旋轉。opengl鏡頭其實跟這個是差不多的。

　　1.首先我們需要定一個攝像機位置 ，也就是把攝像機放到什麽位置去

　　2.然後我們要定一個目標位置，這個決定我們攝像機觀察的方向

　　3.然後就是一個上向量，這個一般為(0,1,0)

　　從這幾個變量，我們可以獲得攝像機的右軸，我們用攝像機方向叉乘上向量，就能得到一條垂直於攝像機方向與上向量構成的一個平面的法向量。有了這條軸，我們可以左右平移攝像機。還能得到計算機的上軸 ，

　　接下來我們可以使用函數lookAt來建構這個觀察模型

glm::mat4 view;
view = glm::lookAt(vec3Pos, vec3Target, vec3Up); //提供攝像機位置，攝像機目標，上向量，他會根據上面的方法得出其他東西，構建矩陣

這樣作為視圖轉換中的觀察矩陣穿進去就好。貌似忘了記錄這個：

轉換過程如上，模型變換->視圖變換->投射變換->裁剪。

首先我們寫一段代碼，創建一個立方體

float vertices[] = {
        0.5f, 0.5f, 0.5f
 
, 1.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f, 1.0f,   // 右上
        0.5f, -0.5f, 0.5f, 0.0f, 1.0f, 0.0f, 1.0f, 0.0f,   // 右下
        -0.5f, -0.5f, 0.5f, 0.0f, 0.0f, 1.0f, 0.0f, 0.0f,   // 左下
        -0.5f, 0.5f, 0.5f, 1.0f, 1.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f,    // 左上

        0.5f, 0.5f, -0.5f, 1.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f, 1.0f,   // 右上
        0.5f, -0.5f, -0.5f, 0.0f, 1.0f, 0.0f, 1.0f, 0.0f,   // 右下
 

        -0.5f, -0.5f, -0.5f, 0.0f, 0.0f, 1.0f, 0.0f, 0.0f,   // 左下
        -0.5f, 0.5f, -0.5f, 1.0f, 1.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f    // 左上
    };


    unsigned int indices[] = {
        3, 2, 1, 0, 1, 3,
        7, 6, 5, 4, 5, 7,
        0, 1, 4, 1, 4, 5,
        0, 3, 4, 3, 4, 7,
        2, 3, 6, 3, 6, 7,
        1, 2, 6, 1, 5, 6,
    };

    glGenVertexArrays(1, &vao);
    glBindVertexArray(vao);

    glGenBuffers(1, &vbo);
    glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, vbo);
    glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(vertices), vertices, GL_STATIC_DRAW);

    glGenBuffers(1, &ebo);
    glBindBuffer(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, ebo);
    glBufferData(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, sizeof(indices), indices, GL_STATIC_DRAW);

    //鏈接頂點屬性
    glVertexAttribPointer(0, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 8 * sizeof(float), (void*)0);
    glEnableVertexAttribArray(0);

    //顏色鏈接
    glVertexAttribPointer(1, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 8 * sizeof(float), (void*)(3 * sizeof(float)));
    glEnableVertexAttribArray(1);

    glEnable(GL_DEPTH_TEST);

我們定義了立方體的8個頂點和具體面的索引，其他按照之前做法來就可以了，最後是開啟深度測試，不然面都畫到前面來，沒有了層次就不像立方體了。

繪圖代碼：

glClearColor(0, 0, 0, 0);
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
glDrawElements(GL_TRIANGLES, 36, GL_UNSIGNED_INT, 0);

現在應該立方體畫出來了，這樣還是看不出他是立方體，我們需要轉換一下觀察的位置。

　　　　 glm::mat4 model = glm::mat4(1.0f);
        model = glm::rotate(model, glm::radians(0.0f), glm::vec3(0.5f, 1.0f, 0.0f)); //模型矩陣，可以實現模型基本的操作，例如縮放，位移等
        model = glm::translate(model, cubePositions[i]);

        glm::mat4 view = glm::mat4(1.0f);
        view = glm::translate(view, glm::vec3(0.0f, 0.0f, -3.0f)); //觀察矩陣，用來調整觀察的視野

        glm::mat4 projection = glm::mat4(1.0f);　　//投影矩陣，分為正射投影和透視投影。2d一般正射，3d一般透視投影，這裏使用了透視投影，營造3d效果
        projection = glm::perspective(glm::radians(fov), (float)800 / 600, 0.1f, 100.0f); //透視投影矩陣生成，fov為鏡頭的開口角度，
　　　　 //創建位置，目標，上向量
        glm::vec3 cameraPos = glm::vec3(0.0f, 0.0f, 3.0f); 
        glm::vec3 target = glm::vec3(0, 0, 0);
        glm::vec3 cameraDir = glm::normalize(cameraPos - target);

        glm::vec3 up = glm::vec3(0, 1, 0);
        glm::vec3 cameraRight = glm::normalize(glm::cross(up, cameraDir));

        glm::vec3 cameraUp = glm::cross(cameraDir, cameraRight);

        float radius = 10.0f;
        float camX = sin(glfwGetTime())*radius;
        float camZ = cos(glfwGetTime())*radius;
        //view = glm::lookAt(glm::vec3(camX, 5, camZ), glm::vec3(0, 0, 0), glm::vec3(0, 1, 0));
        //view = glm::lookAt(cameraPos, target, up);
        view = glm::lookAt(pos, pos + front, up); //創建觀察矩陣，傳入了位置，目標，和上向量，這裏的目標恒定為攝像機前面的一點，由front控制
       //給著色器傳入幾個矩陣，供給他們計算
        unsigned int transformLoc = glGetUniformLocation(shader->ID, "model");
        glUniformMatrix4fv(transformLoc, 1, GL_FALSE, glm::value_ptr(model));
        unsigned int transformLoc2 = glGetUniformLocation(shader->ID, "view");
        glUniformMatrix4fv(transformLoc2, 1, GL_FALSE, glm::value_ptr(view));
        unsigned int transformLoc3 = glGetUniformLocation(shader->ID, "projection");
        glUniformMatrix4fv(transformLoc3, 1, GL_FALSE, glm::value_ptr(projection));

　　　 　glDrawElements(GL_TRIANGLES, 36, GL_UNSIGNED_INT, 0);

因為懶惰，我們沒有寫這些進階過來的過程，具體可以看一下opengl教程 坐標系統

幾個矩陣分別控制的東西我們已經知道了，接下來就是頂點著色器的編寫。

#version 330 core
layout(location = 0) in vec3 aPos;
layout(location = 1) in vec3 aColor;

out vec4 vertexColor;

uniform mat4 model;
uniform mat4 view;
uniform mat4 projection;

void main()
{
    gl_Position = projection * view*model* vec4(aPos, 1.0);
    vertexColor = vec4(aColor, 1);
}

可以看到，我們從代碼裏已經傳遞進來的3個矩陣，通過一定的順序來相乘來進行轉換

我們能看到一個類似的效果，立方體的觀察，隨著你的調整會從不同角度的觀察。

　　此時，我們要加入點更加遊戲的元素，就是使用鍵盤鼠標來操作鏡頭移動。

　　我們在主循環裏加入一個鍵盤操作處理函數的調用，然後編寫我們的方法

while (!glfwWindowShouldClose(window))
{
    handleInput(window);
    draw();
    glfwSwapBuffers(window);
    glfwPollEvents();
}

void Camera::handleInput(GLFWwindow* window)
{
    float speed = 0.005f;
    if (glfwGetKey(window, GLFW_KEY_W) == GLFW_PRESS)
        pos += speed * front;
    if (glfwGetKey(window, GLFW_KEY_S) == GLFW_PRESS)
        pos -= speed * front;
    if (glfwGetKey(window, GLFW_KEY_A) == GLFW_PRESS)
        pos -= glm::normalize(glm::cross(front, up)) * speed;
    if (glfwGetKey(window, GLFW_KEY_D) == GLFW_PRESS)
        pos += glm::normalize(glm::cross(front, up)) * speed;
    if (glfwGetKey(window, GLFW_KEY_ESCAPE) == GLFW_PRESS)
        glfwSetWindowShouldClose(window, GL_TRUE);
}

pos是我們攝像機的位置，front是表示一個方向，讓我們鏡頭保持看向某一個方向，當我們前後移動，我們和front處理，當我們需要左右移動，我們求出右軸後左右變換即可。

然後我們需要修改我們lookAt參數，使其適配移動

view = glm::lookAt(cameraPos, cameraPos + cameraFront, cameraUp); //cameraPos+cameraFront讓鏡頭目標一致處理front方向上

現在，應該可以進行前後左右的移動了。此刻，我們還要加上鼠標的操作，就完美了。

　　首先我們得了解一個叫歐拉角的東西，這個是可以表示3d空間中任何旋轉的3個值，分別是俯視角（pitch）,偏航角(yaw)和滾轉角(roll)

用這三個角，我們就能控制我們的鏡頭各種移動了，我們先看看著3個角怎麽實現操作

俯視角pitch是鏡頭方向和xz平面構成的夾角，假設我們距離原點為1，那y的高度就是sin pitch，x和z是cos pitch。

偏航角yaw是方向偏離x軸的角度，可見z為sin yaw， x為是cos yaw

所以根據上面所看，當我們知道pitch和yaw角度後，即可計算出一個方向向量

direction.x = cos(glm::radians(pitch)) * cos(glm::radians(yaw)); // 譯註：direction代表攝像機的前軸(Front)，這個前軸是和本文第一幅圖片的第二個攝像機的方向向量是相反的
direction.y = sin(glm::radians(pitch));
direction.z = cos(glm::radians(pitch)) * sin(glm::radians(yaw));

這幾個角度，我們可以通過鼠標的操作來獲取。

首先我們做一些設置

glfwSetInputMode(window, GLFW_CURSOR, GLFW_CURSOR_DISABLED);
glfwSetCursorPosCallback(window, mouse_callback);

設置glfwSetInputMode，鼠標就會鎖定在窗口裏，鼠標也看不到了，這時候關閉窗口就很麻煩，我在鍵盤操作裏加個了關閉熱鍵。然後添加鼠標操作的回調

void mouse_callback(GLFWwindow* window, double xpos, double ypos)
{
    if(firstMouse) //為上次鼠標點設置默認值
    {
        lastX = xpos;
        lastY = ypos;
        firstMouse = false;
    }

    float xoffset = xpos - lastX; //x方向的偏移
    float yoffset = lastY - ypos; //y方向偏移，因為是鼠標向下移動，鼠標位置越大
    lastX = xpos;
    lastY = ypos;

    float sensitivity = 0.05; //靈敏度
    xoffset *= sensitivity;
    yoffset *= sensitivity;

    yaw   += xoffset;
    pitch += yoffset;

    if(pitch > 89.0f) //這裏俯視角不能高於89度，否則視角會發生逆轉
        pitch = 89.0f;
    if(pitch < -89.0f)
        pitch = -89.0f;

    glm::vec3 front;
    front.x = cos(glm::radians(yaw)) * cos(glm::radians(pitch));
    front.y = sin(glm::radians(pitch));
    front.z = sin(glm::radians(yaw)) * cos(glm::radians(pitch));
    cameraFront = glm::normalize(front);
}

這裏就能計算出攝像機新的朝向角度，配合上wads的移動，我們就能實現看起來像3d遊戲裏的自由移動了。

那麽入門級別的教程筆記就寫到這裏了。

<五>初探opengl，編寫我們的鏡頭