扩展&稳定视角向量

游龙入画也可以拿来做些别的东西

几个月前想到个3D空间里的游龙炫酷的冲进平面的画里的主意,结果苦于不会做动画一直搁置着，直到最近想到用蓝图生成模型做鼠标跟随作替代。这篇介绍的是原理和材质实现部分，分两种情况采样texture2d和cubemap。如果有人对那个龙感兴趣的话可以以后介绍一下。

先说球，通常我们采样cubemap的时候，会用模型表面的法线和视线计算来的反射向量来采样，但是这次我想做一个可以交互的球（比较难解释，大家看结果，我们在球和球内模型的相同屏幕位置给上了相同的贴图）。所以显然我们需要利用视线向量来采样贴图，而且需要做一些修改，因为默认的视线向量会在远离的时候角度变小，固定距离的时候大小也无法控制。

看上面的图，我们有相机位置、球中心位置、固定的球半径，所以我们可以得到相机到球中心的向量，相机到球表面的所有向量，最边缘向量离中心的角度。我们把这些向量全放到下方的单位圆里。

在车上画的手抖不好意思

图中的OA表示到球中心的向量，OP表示到球表面的任何向量，OP'是我们的目标向量，就是要把OP挪到OP'，因为OAP和OAP'是两个等腰三角形，可以轻松得到角度a，然后正弦定理得到CP的长度，把CP和视野向量OP的反方向相乘，可以得到向量PC，向量AP+PC=AC，就是和AP'相同方向的向量，然后根据另一个忘了什么叫什么定理，我们可以得到AP'的长度，标准化AC向量然后乘上AP'的长度，可以得到向量AP'，然后就可以得到OP'啦，就是我们的目标向量。整个计算过程都在下面，可以拷贝这里然后CTRL+V粘贴到你的UE4材质编辑器中。

另一个情况是用平面采样texture2d，就是正经贴图，这个比较简单，不需要处理太多的向量。我们只要把模型表面的点推到平面上就可以了。唯一需要注意的是求点到平面的距离，通常来说保持平面处于正交方向是最方便的，需要放到非正交位置时也不用傻乎乎的算平面在空间中的方程，直接把相机点转换到平面的本地坐标就好了，有研究过Ryan大佬的体积云的同学应该知道在RayMarching的时候相机位置也是类似思路转换到本地空间（local space）。这里不想麻烦就按简单的做了，需要传转换矩阵到材质里的可以搜搜一篇UE4的shadowmap里有示例。

同样的所有计算都在这，然后拷贝这里到你的材质编辑器。

我几乎可以确定这两个都不是最简单或者优化最好的办法，只是分享下自己的做法。有更好的办法的朋友也可以告诉我，有兴趣的也都可以试试这个，感觉应该可以做出些更酷的东西，Enjoy.

这里补上工程文件.