Класс камеры

include/Camera.h

@@ -0,0 +1,58 @@
+#ifndef CAMERA_H
+#define CAMERA_H
+
+#include <GLM/glm.hpp>
+#include <GLM/gtx/euler_angles.hpp>
+#include <GLM/gtc/matrix_transform.hpp>
+#include <GLM/ext/matrix_transform.hpp>
+
+#include "Model.h"
+
+// Ближняя граница области отсечения
+#define CAMERA_NEAR 0.1f
+// Дальняя граница области отсечения
+#define CAMERA_FAR 100.0f
+// Вектор, задающий верх для камеры
+#define CAMERA_UP_VECTOR glm::vec3(0.0f, 1.0f, 0.0f)
+// Вектор, задающий стандартный поворот углами Эйлера (в положительном направлении оси Z)
+#define CAMERA_DEFAULT_ROTATION glm::vec3(0.0f, 180.0f, 0.0f)
+// Стандартный угол обзора 
+#define CAMERA_FOVy 60.0f
+// Стандартная чувствительность
+#define CAMERA_DEFAULT_SENSIVITY 0.005f
+
+class Camera : public Node
+{
+    public:
+        Camera(float aspect, const glm::vec3 &position = glm::vec3(0.0f), const glm::vec3 &initialRotation = CAMERA_DEFAULT_ROTATION, float fovy = CAMERA_FOVy); // Конструктор камеры с проекцией перспективы
+        Camera(float width, float height, const glm::vec3 &position = glm::vec3(0.0f), const glm::vec3 &initialRotation = CAMERA_DEFAULT_ROTATION); // Конструктор ортографической камеры
+        Camera(const Camera& copy); // Конструктор копирования камеры
+        Camera& operator=(const Camera& other); // Оператор присваивания
+        virtual ~Camera(); // Деструктор
+
+        const glm::mat4& getVP(); // Возвращает ссылку на константную матрицу произведения матриц вида и проекции
+        const glm::mat4& getProjection(); // Возвращает ссылку на константную матрицу проекции 
+        const glm::mat4& getView(); // Возвращает ссылку на константную матрицу вида
+        
+        void rotate(const glm::vec2 &xyOffset); // Поворачивает камеру на dx и dy пикселей с учетом чувствительности
+        
+        void setPerspective(float fov, float aspect); // Устанавливает заданную матрицу перспективы
+        void setOrtho(float width, float height); // Устанавливает заданную ортографическую матрицу
+        void setSensitivity(float sensitivity); // Изменяет чувствительность мыши
+        const float& getSensitivity() const; // Возвращает чувствительность мыши
+        
+    protected:
+        Camera(const glm::vec3 &position, const glm::vec3 &initialRotation); // Защищенный (protected) конструктор камеры без перспективы 
+
+        glm::mat4 view; // Матрица вида
+        glm::mat4 projection; // Матрица проекции
+        glm::mat4 vp; // Матрица произведения вида и проекции
+        bool requiredRecalcVP; // Необходимость пересчета матрицы вида и проекции камеры
+        
+        float sensitivity; // Чувствительность мыши
+        
+        virtual void recalcMatrices(); // Метод пересчета матрицы вида и произведения Вида*Проекции по необходимости, должен сбрасывать флаг changed
+};
+
+
+#endif // CAMERA_H

src/Camera.cpp

@@ -0,0 +1,160 @@
+#include "Camera.h"
+
+// Защищенный (protected) конструктор камеры без перспективы 
+Camera::Camera(const glm::vec3 &pos, const glm::vec3 &initialRotation)
+{
+    sensitivity = CAMERA_DEFAULT_SENSIVITY;
+    position = pos; // задаем позицию
+    // Определяем начальный поворот
+    glm::quat rotationAroundX = glm::angleAxis( glm::radians(initialRotation.x), glm::vec3(1.0f, 0.0f, 0.0f));
+    glm::quat rotationAroundY = glm::angleAxis(-glm::radians(initialRotation.y), glm::vec3(0.0f, 1.0f, 0.0f));
+    glm::quat rotationAroundZ = glm::angleAxis( glm::radians(initialRotation.z), glm::vec3(0.0f, 0.0f, 1.0f));
+    rotation = rotationAroundX * rotationAroundY * rotationAroundZ;
+    // Признак изменения
+    changed = true;
+}
+
+// Конструктор камеры с проекцией перспективы
+Camera::Camera(float aspect, const glm::vec3 &position, const glm::vec3 &initialRotation, float fovy)
+: Camera(position, initialRotation)
+{
+    setPerspective(fovy, aspect);
+}
+
+// Конструктор ортографической камеры
+Camera::Camera(float width, float height, const glm::vec3 &position, const glm::vec3 &initialRotation)
+: Camera(position, initialRotation)
+{
+    setOrtho(width, height);
+}
+
+// Конструктор копирования камеры
+Camera::Camera(const Camera& copy) 
+: projection(copy.projection), requiredRecalcVP(copy.requiredRecalcVP), sensitivity(copy.sensitivity)
+{
+    // Если у оригинала не было изменений - перепишем матрицу вида-проекции
+    if (!requiredRecalcVP)
+        vp = copy.vp;
+}
+
+// Оператор присваивания
+Camera& Camera::operator=(const Camera& other)
+{
+    projection = other.projection;
+    requiredRecalcVP = other.requiredRecalcVP;
+    sensitivity = other.sensitivity;
+
+    // Если у оригинала не было изменений - перепишем матрицу вида-проекции
+    if (!requiredRecalcVP)
+        vp = other.vp;
+
+    return *this;
+}
+
+// Деструктор
+Camera::~Camera() 
+{ 
+    
+}
+
+// Возвращает ссылку на константную матрицу проекции
+const glm::mat4& Camera::getProjection()
+{
+    return projection;
+}
+
+// Возвращает ссылку на константную матрицу вида
+const glm::mat4& Camera::getView()
+{
+    recalcMatrices();
+
+    return view;
+}
+
+// Возвращает ссылку на константную матрицу вида
+const glm::mat4& Camera::getVP()
+{
+    recalcMatrices();
+
+    return vp;
+}
+
+// Устанавливает заданную матрицу перспективы
+void Camera::setPerspective(float fovy, float aspect)
+{
+    projection = glm::perspective(glm::radians(fovy), aspect, CAMERA_NEAR, CAMERA_FAR);
+    requiredRecalcVP = true;
+}
+
+// Устанавливает заданную ортографическую матрицу
+void Camera::setOrtho(float width, float height)
+{
+    const float aspect = width / height;
+    projection = glm::ortho(-1.0f, 1.0f, -1.0f/aspect, 1.0f/aspect, CAMERA_NEAR, CAMERA_FAR);
+    requiredRecalcVP = true;
+}
+
+// Изменяет чувствительность мыши
+void Camera::setSensitivity(float sens)
+{
+    sensitivity = sens;
+}
+
+// Возвращает чувствительность мыши
+const float& Camera::getSensitivity() const
+{
+    return sensitivity; 
+}
+
+// Метод пересчета матрицы вида и произведения Вида*Проекции по необходимости, должен сбрасывать флаг changed
+void Camera::recalcMatrices()
+{
+    if (changed || parent_changed)
+    {
+        glm::vec3 _position = position;
+        glm::quat _rotation = rotation;
+        if (parent) // Если есть родитель
+        {
+            glm::mat4 normalized_transform = parent->getTransformMatrix();
+            for (int i = 0; i < 3; i++) 
+            {
+                glm::vec3 axis = glm::vec3(normalized_transform[i]);
+                normalized_transform[i] = glm::vec4(glm::normalize(axis), normalized_transform[i].w);
+            }
+            glm::vec4 tmp = normalized_transform * glm::vec4(_position, 1.0f);
+            tmp /= tmp.w;
+            _position = glm::vec3(tmp);
+            _rotation = glm::quat_cast(normalized_transform) * _rotation;
+        }
+        glm::mat4 rotationMatrix = glm::mat4_cast(glm::conjugate(_rotation));
+        glm::mat4 translationMatrix = glm::translate(glm::mat4(1.0f), -_position);
+        view = rotationMatrix * translationMatrix;
+        requiredRecalcVP = true;
+    }
+  
+    Node::recalcMatrices();
+
+    if (requiredRecalcVP)
+    {
+        vp = projection * view;
+        requiredRecalcVP = false; // Изменения применены
+    }
+}
+
+// Поворачивает камеру на dx и dy пикселей с учетом чувствительности
+void Camera::rotate(const glm::vec2 &xyOffset)
+{
+    // xyOffset - сдвиги координат мыши, xyOffset.x означает поворот вокруг оси Y, а xyOffset.y - поворот вокруг оси X
+    
+    // Вращение вокруг оси Y
+    glm::quat qY = glm::angleAxis(-xyOffset.x * sensitivity, glm::vec3(0.0f, 1.0f, 0.0f));
+    
+    // Вращение вокруг оси X
+    glm::quat qX = glm::angleAxis(xyOffset.y * sensitivity, glm::vec3(1.0f, 0.0f, 0.0f));
+
+    // Сначала применяем вращение вокруг Y, затем вокруг X
+    rotation = qY * rotation * qX;
+
+    changed = true;
+    invalidateParent(); // Проход потомков в глубину с изменением флага parent_changed
+}