视图矩阵误用正向旋转 R 代替 Rᵀ(RotX(-pitch)·RotY(-yaw)), 低头渲染成抬头、抬头渲染成低头;yaw 因 RotY 对称性侥幸正确。 新增 TestViewPitchSteep/Up/Forward 验证陡俯仰与方向映射。
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// Package camera 第一人称相机:欧拉角(yaw/pitch)与视图/投影矩阵(渲染.md 配套)。
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// 约定:yaw=0 朝向 -Z(GL 习惯),pitch>0 抬头;视图矩阵为列主序(GL 风格)。
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package camera
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import "math"
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// Camera 第一人称相机。
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type Camera struct {
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Pos [3]float64 // 眼睛位置
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Yaw float64 // 水平角(弧度)
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Pitch float64 // 俯仰角(弧度)
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FOV float64 // 垂直视场角(度)
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}
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// New 创建相机。
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func New(pos [3]float64, yaw, pitch, fov float64) *Camera {
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return &Camera{Pos: pos, Yaw: yaw, Pitch: pitch, FOV: fov}
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}
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// Forward 前方向(单位向量)。
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func (c *Camera) Forward() [3]float64 {
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cp, sp := math.Cos(c.Pitch), math.Sin(c.Pitch)
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cy, sy := math.Cos(c.Yaw), math.Sin(c.Yaw)
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return [3]float64{-sy * cp, sp, -cy * cp}
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}
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// Right 右方向(单位向量,水平)。
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func (c *Camera) Right() [3]float64 {
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cy, sy := math.Cos(c.Yaw), math.Sin(c.Yaw)
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return [3]float64{cy, 0, -sy}
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}
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// View 视图矩阵(列主序 4×4,GL 用)。
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// 推导:相机旋转 R = RotY(yaw)·RotX(pitch)(世界→相机为 Rᵀ = RotX(-pitch)·RotY(-yaw))。
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// 视图 = Rᵀ·T(-pos)。
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// 旧实现误用正向旋转 R:俯仰角符号被翻转(低头渲染成抬头),
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// 表现是「视角不跟随鼠标上下移动」(上下视角失效根因)。
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func (c *Camera) View() [16]float32 {
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cp, sp := math.Cos(c.Pitch), math.Sin(c.Pitch)
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cy, sy := math.Cos(c.Yaw), math.Sin(c.Yaw)
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// V = RotX(-pitch)·RotY(-yaw),按列主序存储(列 0/1/2 为相机基在世界的分量)
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var m [16]float32
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m[0] = float32(cy) // col0.x
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m[1] = float32(sp * sy) // col0.y
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m[2] = float32(cp * sy) // col0.z
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m[4] = 0 // col1.x
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m[5] = float32(cp) // col1.y
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m[6] = float32(-sp) // col1.z
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m[8] = float32(-sy) // col2.x
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m[9] = float32(sp * cy) // col2.y
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m[10] = float32(cp*cy) // col2.z
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m[15] = 1
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// 平移:t = -V·pos
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px, py, pz := float32(c.Pos[0]), float32(c.Pos[1]), float32(c.Pos[2])
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m[12] = -(m[0]*px + m[4]*py + m[8]*pz)
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m[13] = -(m[1]*px + m[5]*py + m[9]*pz)
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m[14] = -(m[2]*px + m[6]*py + m[10]*pz)
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return m
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}
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// Projection 透视投影矩阵(列主序,GL 用)。
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func (c *Camera) Projection(aspect, near, far float64) [16]float32 {
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f := 1.0 / math.Tan(c.FOV*math.Pi/360.0)
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var m [16]float32
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m[0] = float32(f / aspect)
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m[5] = float32(f)
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m[10] = float32((far + near) / (near - far))
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m[11] = -1
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m[14] = float32(2 * far * near / (near - far))
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return m
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}
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