[OpengGL] FPSゲームのようなカメラワークを実装したい。

Question

提示コードのコメント部内部のコードですがFPSゲームで座標(0,0,0)の時に例えば左に向けている時に右キーを押すとワールド空間でいうところのZ軸マイナス方向に向かって進といった処理を実装したいのですがこれはどうすれば実装できるのでしょうか？ベクトルの求め方がわかりません。

※ 前が-Z 左が-X の上が+Y の座標形です。

Main.cpp

#include "../header/FrameWork.hpp"
#include "../header/Resource.hpp"

#include <iostream>
#include "../header/Camera.hpp"

int main()
{
	FrameWork::Init(glm::ivec2(800, 600), glm::ivec2(4, 2), "FrameWork"); //　初期化
	FrameWork::Camera::Init();							    //カメラ初期化

	FrameWork::ObjFile cubeFile;
	FrameWork::D3::LoadObj("Model/Cube.obj", cubeFile);
	FrameWork::D3::Object cube(cubeFile);

	FrameWork::ObjFile groundFile;
	FrameWork::D3::LoadObj("Model/ground.obj", groundFile);
	FrameWork::D3::Object ground(groundFile);

	float z = 0;
	float x = 0;

	float angleY = 0;
	float angleX = 0;

	float vecSpeed = PI / 1000;
	float moveSpeed = 5;

	glm::ivec2 prevPos = FrameWork::windowContext->getMousePos();
	glm::ivec2 nowPos;

	glm::vec3 cameraPos = glm::vec3(100, 0, 300);

	while (*FrameWork::windowContext)
	{
		FrameWork::windowContext->FrameUpdate(glm::vec4(0, 0, 0, 255));

		nowPos = FrameWork::windowContext->getMousePos();
		glm::vec2 vec = nowPos - prevPos;
		vec.x = vec.x * vecSpeed;
		vec.y = -vec.y * vecSpeed;

		glm::vec3 moveVec = glm::vec3(cos(vec.x) * cos(vec.y), sin(vec.y), sin(vec.x) * cos(vec.y)); //カメラ向き

		if (FrameWork::windowContext->getKeyInput(GLFW_KEY_A) > (short)0)
		{
			angleY = 0.001;

			cube.setRotate(glm::vec3(0, 1, 0), angleY);
		}
		else if (FrameWork::windowContext->getKeyInput(GLFW_KEY_D) > (short)0)
		{
			angleY = -0.001;
			cube.setRotate(glm::vec3(0, 1, 0), angleY);
		}
		else if (FrameWork::windowContext->getKeyInput(GLFW_KEY_W) > (short)0)
		{
			angleY = 0.001;
			cube.setRotate(glm::vec3(1, 0, 0), angleY);
		}
		else if (FrameWork::windowContext->getKeyInput(GLFW_KEY_S) > (short)0)
		{
			angleY = -0.001;
			cube.setRotate(glm::vec3(1, 0, 0), angleY);
		}
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
		//カメラ移動
		if (FrameWork::windowContext->getKeyInput(GLFW_KEY_LEFT) > (short)0)
		{
			x += -moveSpeed;

			cameraPos.x += moveVec.x * 10;
			cameraPos.z += moveVec.z * 10;

			//			printf("left\n");
			//			printf("%f , %f \n",x,y);
		}
		else if (FrameWork::windowContext->getKeyInput(GLFW_KEY_RIGHT) > (short)0)
		{
			x += moveSpeed;
			//			printf("right\n");
			//			printf("%f , %f \n",x,y);

			cameraPos.x += moveVec.x * 10;
			cameraPos.z += moveVec.z * 10;
		}

		if (FrameWork::windowContext->getKeyInput(GLFW_KEY_UP) > (short)0)
		{
			z += moveSpeed;
			//			printf("up\n");
			//			printf("%f , %f \n",x,y);

			cameraPos.x += moveVec.x * 10;
			cameraPos.z += moveVec.z * 10;
		}
		else if (FrameWork::windowContext->getKeyInput(GLFW_KEY_DOWN) > (short)0)
		{
			z += -moveSpeed;
			//			printf("down\n");
			//			printf("%f , %f \n",x,y);

			cameraPos.x += moveVec.x * 10;
			cameraPos.z += moveVec.z * 10;
		}
		else
		{
		}

		FrameWork::Camera::setLook(glm::vec3(cos(vec.x) * cos(vec.y), sin(vec.y), sin(vec.x) * cos(vec.y)));
		FrameWork::Camera::setPosition(cameraPos);
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
		// Cube
		cube.shader->setEnable();
		cube.setPosition(glm::vec3(0, 70, 30));
		cube.setScale(glm::vec3(30, 30, 30));
		//		cube.shader->setUniform4f("uFragment",FrameWork::GetGlColor(glm::vec4(0,0,100,255)));
		cube.shader->setUniform3f("objectColor", glm::vec3(1.0f, 0.5f, 0.31f));
		cube.shader->setUniform3f("lightColor", glm::vec3(1.0f, 1.0f, 1.0f));
		cube.shader->setUniform3f("lightPos", glm::vec3(0, 0, 0.0f));
		cube.shader->setUniform3f("viewPos", FrameWork::Camera::getPosition());
		cube.Renderer();
		cube.shader->setDisable();

		// Ground
		ground.shader->setEnable();
		ground.setPosition(glm::vec3(0, 0, 0));
		ground.setScale(glm::vec3(1, 1, 1));
		ground.shader->setUniform3f("objectColor", glm::vec3(1.0f, 0.5f, 0.31f));
		ground.shader->setUniform3f("lightColor", glm::vec3(1.0f, 1.0f, 1.0f));
		ground.shader->setUniform3f("lightPos", glm::vec3(0, 0, 0));
		ground.shader->setUniform3f("viewPos", FrameWork::Camera::getPosition());
		// ground.shader->setUniform4f("uFragment",FrameWork::GetGlColor(glm::vec4(0,100,0,255)));
		ground.Renderer();
		ground.shader->setDisable();

		FrameWork::windowContext->Wait();
		FrameWork::windowContext->SwapBuffers();
	}

	return 0;
}

Comments

[fana]

> 座標(0,0,0)の時に例えば左に向けている時に右キーを押すとワールド空間でいうところのZ軸マイナス方向に向かって進…

話の前提として
「あなたの考えている世界での座標軸の方向に関する定義」を
まずは与える必要があるのではないでしょうか？

また，「左」とか言われても何がなんだかわかりません．

> Z軸マイナス方向に向かって

という説明と同じように，XYZ軸の話で述べるべきでしょう．

Answer 1

例えば左に向けている時に右キーを押すとワールド空間でいうところのZ軸マイナス方向に向かって進…

同じような言葉で書きますか．

「右キー」を押すと「右の方向」に進む，っていう話なんですよね？

そのゲームには同様に，「前方」に進むためのキーもあるだろうと思います．
仮にそのキーを「前キー」と呼ぶとしましょうか．

あなたのプログラムには，きっと，
【「前キー」を押したときに，ワールド空間でいうところの量としてどの方向に移動するのか？】
を表すためのベクトル量が存在するはずです．
話から察するに，移動はX-Z平面上で行われるのでしょうから，そのベクトルは

現在の前方を示すベクトル = ( FX, 0 FZ )

みたいなものかと推測します．

↓

さて，必要なのは， 現在の右方向を示すベクトル ですよね？
以下にそれを得る手順を示します．

1. 現在の前方を示すベクトル のX成分とZ成分を入れ替えたベクトルを用意します．

( FZ, 0, FX ) となりますね．
2. X成分とZ成分のうち，どちらか一方を -1倍 します．
( -FZ, 0, FX ) か，( FZ, 0, -FX ) です．

上記手順で得られた２つの候補のうち，一方が所望の 現在の右方向を示すベクトル であり，他方はその逆向きである 現在の左方向を示すベクトル になっています．
どちらが右でどちらが左なのか（すなわち，ステップ2でどちら側を-1倍すれば右が得られるのか）については，一度実際に計算結果を確認してみれば良いでしょう．
一方の側で試してみて，その結果が左だったならば他方の側が正解です．

---

簡潔な説明：

• 「前方」を示すベクトルを，鉛直軸周りに90度回転させればよい．
• 「前方」を示すベクトルと鉛直方向を示すベクトルの両方に直交するベクトルを求めればよい．→両者の外積でおｋ．

※結果がうっかり「左」になったならば逆が「右」だ．