GAMES 101 作业 1

课程知识

• 复习课程
  Lecture4, Lecture5
• MVP变换
  Model,Viewing,Projection
  M:给定位置，相当于照相时人站位
  V:相机找角度
  P:拍照
• 作业重点
  M_persp=M_ortho·M_{persp→ortho}
  透视投影矩阵=正交投影矩阵 点乘 透视挤压正交矩阵
  时间点 Lecture4 1:14:00
• FOV(field of view)
  视场角，通过aspect（宽高比）=r/t和tan(fov/2)=t/|n|以及给定近端near远端far求其他值
  时间点 Lecture5 12:00
• 其他知识点
  Lecture4:绕轴旋转(10:20)

收获感悟

• 尝试配置windows下环境，参考(知乎)GAMES101课程环境搭建(Win10+VSCode)
  (csdn)games101【作业0】环境配置——windows环境配置
  b站(GAMES101——Windows下作业环境配置 VSCode + CMake + MinGW)
  似乎快要成功，但eigen头文件路径仍有问题，折腾太久遂放弃。
• 已解决win环境下CMake客户端配置时编译器缺失问题，点击configuration后选择native那条，c编译器选择mingw64/bin/gcc.exe，c++编译器选择mingw64/bin/g++.exe，fortan不选，报错后点Add entry选择对应文件，具体可百度
• 作业中小问题比如矩阵元素多打少打、记错矩阵、漏看已给MY_PI条件浪费了不少时间。最终生成了三角形且能旋转，但并不能满足作业要求文档里的make -r 20命令，不知是何原因。

Eigen::Matrix4f get_model_matrix(float rotation_angle)
{
    Eigen::Matrix4f model = Eigen::Matrix4f::Identity();

    // TODO: Implement this function
    // Create the model matrix for rotating the triangle around the Z axis.
    // Then return it.

    //my code start
    rotation_angle=rotation_angle/180*MY_PI;
    model<<cos(rotation_angle),-sin(rotation_angle),0,0,//绕Z轴旋转公式
            sin(rotation_angle),cos(rotation_angle),0,0,
            0,0,1,0,
            0,0,0,1;
    //end   
    
    return model;
}

Eigen::Matrix4f get_projection_matrix(float eye_fov, float aspect_ratio,
                                      float zNear, float zFar)
{
    // Students will implement this function

    Eigen::Matrix4f projection = Eigen::Matrix4f::Identity();

    // TODO: Implement this function
    // Create the projection matrix for the given parameters.
    // Then return it.
    
    //my code
    Eigen::Matrix4f Mortho_translate=Eigen::Matrix4f::Identity();//平移
    Eigen::Matrix4f Mortho_scale=Eigen::Matrix4f::Identity();//缩放
    Eigen::Matrix4f Mo=Eigen::Matrix4f::Identity();//Mo是先平移到原点，再缩放，左乘后进行的变换
    Eigen::Matrix4f Mpo=Eigen::Matrix4f::Identity();//Mp->o
    float r,l,t,b;//右，左，上，下；近端远端已给出
    float halfAngle=eye_fov/2/180*MY_PI;//半视场角
    t=std::tan(halfAngle)*zNear;
    r=aspect_ratio*t;
    l=-r;
    b=-t;
    Mortho_translate<<1,0,0,-(r+l)/2,
                        0,1,0,-(t+b)/2,
                        0,0,1,-(zNear+zFar)/2,
                        0,0,0,1;  //平移
    Mortho_scale<<2/(r-l),0,0,0,
                    0,2/(t-b),0,0,
                    0,0,0,2/(zNear-zFar),
                    0,0,0,1;    //缩放  
    Mo=Mortho_scale*Mortho_translate;        
    Mpo<<zNear,0,0,0,
        0,zNear,0,0,
        0,0,zNear+zFar,-zNear*zFar,
        0,0,1,0;
    projection=Mo*Mpo;
    //end
    return projection;
}