坐标和相机系统

参照LearnOpenGL中的坐标系统，摄像机系统，以及后续在代码中经常include的Camera.h

现代opengl要求自己去定义管线，也就是自己写shader，这要求去理解gl工作的流程，大概就是如何从各个点集，到实际空间的坐标，到观察时的坐标（相对坐标并加上视角），然后做出透视效果然后剪裁到屏幕，然后填充颜色。跟着教程走，这里的操作被简化成了两个shader，v和f。

v管前面的一大串，透视和剪裁交给opengl自动完成，f管颜色填充。坐标和相机系统主要管v shader。v基本上就是对点集做各种矩阵运算（大都是些仿射变换），然后输出和原来维度大小相同的点集，可能还要简单地传些参。

简单粗暴地说，v负责：

• st1：把模型通过平移、旋转、缩放等操作（一一对应乘矩阵乘法）先把模型(三角形、正方形等)放到想要放的位置 （世界空间）
• st2：人（观察者）在世界空间也有个位置，屏幕展现的是观察者看到的世界（观察空间），具体模拟方式也是矩阵运算，封装好lookat矩阵，直接传入观察者各个坐标就能直接得到。

各种变换矩阵都是glm直接定义好的，在c++里算出来，直接拿来在glsl用然后暴力乘就完了。

大概的v的代码就像这样

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

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

gl_position就是v处理好的参数，model就是把模型放到世界空间的矩阵。也就是st1要做的，首先在c++用各种封装好的矩阵乘一通，然后通过uniform传参就是了。

view封装观察者的变换，也就是摄像机。这里涉及到一个lookat矩阵，实际用的时候只需要传参就好了，三个参数

• 摄像机坐标，很简单，就是摄像机的世界坐标。
• 目标向量，看的方向，类似锥形尖指向的方向。
• 上向量，一个表示世界空间的上向量。因为view本质上是计算一个相对坐标，前面已经设定了相对坐标的原点和一个轴地方向，还需要另一个轴才能确定右手系。这边可以参考fps相机的实现。其实也就是人的脚到头的向量方向。

一个fps风格的摄像机实现只需要修改上面的三个参数就可以了：

• 人物走：修改摄像机坐标；
• 正常地上下、左右点头摇头：修改目标方向；
• 诡异地把头绕视线轴进行旋转：修改上向量。
  
  lookat矩阵定义如下：
  
  相对于一个平移加旋转

后面LearnOpenGL对fps相机进行了封装，成了Camera.h。

能前后左右走，能俯仰摇头，并对俯仰角(pitch)做了限制。