1. 概述

OpenGL本身没有摄像机(Camera)的概念，但我们可以通过把场景中的所有物体往相反方向移动的方式来模拟出摄像机，产生一种我们在移动的感觉。

当我们讨论摄像机/观察空间(Camera/View Space)的时候，是在讨论以摄像机的视角作为场景原点时场景中所有的顶点坐标：观察矩阵把所有的世界坐标变换为相对于摄像机位置与方向的观察坐标。
在这里插入图片描述
正z轴是指向屏幕外，如果我们希望摄像机向后移动，我们就沿着z轴的正方向移动

1.1 摄像机创建

因此OpenGL想达到摄像机的效果，就要首先需要创建一个摄像机坐标系，用来表示摄像机本身，步骤如下：

指定Camera的位置QVector3D(0.0f,0.0f,3.0f)
指定摄像机指向的方向，现在让摄像机朝向原点(0.0f,0.0f,0.0f)
此时摄像机的方向向量(Direction Vector)应当是(0.0f,0.0f,0.0f) - (0.0f,0.0f,3.0f) ，即方向向量指向Z轴的负方向,
但我们希望它指向摄像机的Z轴正方向，因此使用方向向量(Direction Vector)表示指向摄像机Z轴正方向的向量(0.0f,0.0f,3.0f) - (0.0f,0.0f,0.0f)
```
auto directionVector = QVector3D(0.0f,0.0f,3.0f)-QVector3D(0.0f,0.0f,0.0f);
```
至此我们有了一个摄像机的方向，接下来处理X轴
使用右向量(Right Vector)，代表摄像机空间的X轴的正方向，为了得到一个垂直于Z轴的X轴，首先顶一个上向量(Up Vector)既Y轴(0.0f, 1.0f, 0.0f)，最后将Y轴与Z进行叉乘得出X轴
```
auto upVector = QVector3D(0.0f, 1.0f, 0.0f);
auto rightVector = QVector3D::crossProduct(upVector, directionVector);
```
最后需要一个垂直于XZ平面的Y轴，此时将X轴与Z轴叉乘即可得出垂直于XZ平面的Y轴
```
auto resultUpVector =QVector3D::crossProduct(directionVector, rightVector)
```
使用摄像机向量创建LookAt矩阵

使用矩阵的好处之一是如果使用3个相互垂直（或非线性）的轴定义了一个坐标空间，可以用这3个轴外加一个平移向量来创建一个矩阵，并且可以用这个矩阵乘以任何向量来将其变换到那个坐标空间。这正是LookAt矩阵所做的，LookAt矩阵如下：

其中R是右向量，U是上向量，D是方向向量P是摄像机位置向量。注意，位置向量是相反的，因为我们最终希望把世界平移到与我们自身移动的相反方向。把这个LookAt矩阵作为观察矩阵可以很高效地把所有世界坐标变换到刚刚定义的观察空间。

前四步我们算出了，方向向量，右向量与向上向量，但定义的值只有一个摄像机位置、摄像机方向向量及一个向上的向量，而lookAt()函数同样需要这三个参数，此函数就会进行以上四步的运算。
```
void lookAt(const QVector3D& eye, const QVector3D& center, const QVector3D& up)
```