游戏引擎从零开始(19)-正交相机

在游戏引擎开发中，相机是控制游戏视角的重要工具。相机的类型有很多种，其中正交相机是一种常用的相机类型，特别是在2D游戏和某些3D游戏中。本文将介绍正交相机的原理、特点以及在游戏引擎中的实现方法。
一、正交相机的原理
正交相机是一种投影相机，它的投影方式与人类的视觉系统类似。在正交相机中，相机的视图方向与世界坐标系的Z轴平行，因此相机的视角是垂直于屏幕的。这意味着在正交相机中，物体的大小不会随着距离的变化而变化，只有物体的位置会随着距离的变化而变化。
二、正交相机的特点
正交相机的特点是视角稳定，容易实现，适用于2D游戏和某些3D游戏。在2D游戏中，所有的物体都位于一个平面上，因此使用正交相机可以很容易地实现稳定的视角。在某些3D游戏中，例如俯视视角的游戏，也可以使用正交相机来提供稳定的视角。
三、在游戏引擎中实现正交相机
在游戏引擎中实现正交相机需要设置相机的投影矩阵和视图矩阵。投影矩阵决定了相机的视野范围和投影方式，视图矩阵决定了相机的位置和朝向。
以下是一个简单的示例代码，展示了如何在Unity引擎中设置正交相机：

using UnityEngine;
public class OrthographicCamera : MonoBehaviour
{
public OrthographicSize size; // 正交尺寸，用于设置相机的视场大小
public Transform target; // 目标对象，用于设置相机的位置和朝向
public Vector3 position; // 相机的初始位置
public Quaternion rotation; // 相机的初始朝向
private Camera orthoCamera; // 正交相机对象
void Start()
{
// 创建正交相机对象
orthoCamera = GetComponent<Camera>();
// 设置相机的投影矩阵为正交投影
orthoCamera.projectionMatrix = Matrix4.Ortho(-size.value, size.value, -size.value, size.value, 1, -1);
// 设置相机的视图矩阵为初始位置和朝向
orthoCamera.viewMatrix = Matrix4.LookAt(position, target.position, Vector3.up);
}
}

在这个示例代码中，我们创建了一个名为OrthographicCamera的脚本，它继承自MonoBehaviour类。在Start方法中，我们首先获取了当前游戏对象的Camera组件，然后设置了相机的投影矩阵为正交投影，并设置了相机的视图矩阵为初始位置和朝向。其中Ortho方法用于创建正交投影矩阵，LookAt方法用于创建视图矩阵。
在实际的游戏引擎开发中，可以根据需要调整相机的参数，例如视场大小、位置和朝向等，以达到所需的视觉效果。同时，也可以根据具体的需求选择不同的相机类型，例如透视相机、鱼眼相机等。不同的相机类型适用于不同的场景和需求，需要根据具体情况进行选择和调整。