Maya, Blender 같은 카메라 이동 구현하기 (arcball, orbit)

// 윈도우 메시지를 처리하는 함수의 일부
LRESULT WindowsWindow::MsgProc(HWND hWnd, UINT msg, WPARAM wParam,
                               LPARAM lParam) {
    switch (msg) {
    case WM_MOUSEMOVE:
        msgHandler->OnMouseMove(LOWORD(lParam), HIWORD(lParam));
        break;
    case WM_LBUTTONDOWN:
        msgHandler->OnLeftMouseDown();
        break;
    case WM_LBUTTONUP:
        msgHandler->OnLeftMouseUp();
        break;
        ...
    }
}

// 사용자 입력을 처리하는 클래스의 일부
class MessageHandler {
public:
    void OnMouseMove(int x, int y) {
        mouseX = x;
        mouseY = y;
    }

    void OnLeftMouseDown() {
        if (!isLeftMousePress) {
            isLeftMouseDragStart = true;
        }
        isLeftMousePress = true;
    }
    void OnLeftMouseUp() {
        isLeftMousePress = false;
        isLeftMouseDragStart = false;
    }
}

// 마우스가 눌린 상태인지 확인한다.
if (msgHandler->IsLeftMousePress()) {

    // 드래그 여부를 확인한다. true면 드래그가 아님.
    if (msgHandler->IsLeftMouseDragStart()) {
        msgHandler->OffLeftMouseDragStart();  // false로 만들어 드래그 모드에 돌입
        //
        // 초기 설정과 관련된 코드들
        //
        return;
    }

    //
    // 드래그 중인 경우 처리될 코드들
    //
}

void MainApp::cameraUpdate(float dt) {
    static Vector2 prevCursorPos;    // 이전 마우스의 좌표를 저장하는 변수

    if (msgHandler->IsLeftMousePress()) {
        Vector2 currentCursorPos(0.0f);

        // 조표를 0~1로 정규화
        currentCursorPos.x = float(msgHandler->GetMousePosX()) / screenWidth;
        currentCursorPos.y = float(msgHandler->GetMousePosY()) / screenHeight;

        if (msgHandler->IsLeftMouseDragStart()) {
            msgHandler->OffLeftMouseDragStart();
            prevCursorPos = currentCursorPos;   // 드래그 시작하기 전에 마우스의 좌표를 초기화 한다.
            return;
        }

        // 마우스의 이동에 따른 변화량을 표현하는 벡터
        Vector2 delta = (prevCursorPos - currentCursorPos);

        // 변화량이 일정 수준보다 작으면 카메라를 이동시키지 않는다.
        if (delta.Length() >= 1e-5) {
            delta.Normalize();
            camera.Move(delta, dt); // 카메라 이동 함수에 변화량 벡터를 넘겨준다.
            prevCursorPos = currentCursorPos;  // 마우스의 이전 좌표를 현재 좌표로 최신화 한다.
        }
    }
}

void Camera::Move(Vector2 delta, float dt) {
    // 위 벡터
    const Vector3 yAxis{0.0f, 1.0f, 0.0f};

    delta = delta * dt * orbitSpeed; // 이동 거리 계산

    // 좌우 이동 반전에 대한 처리
    if (yDir * up.Dot(yAxis) > 0) {
        yDir = -yDir;
    }

    // 좌우 이동에 대한 회전 행렬
    // 회전축 y(0,1,0)과 x 변화량 사용 (위 방향에 따라 x 변화량을 음수화)
    Matrix yawMatrix = Matrix::CreateFromQuaternion(
        Quaternion::CreateFromAxisAngle(yAxis, yDir * delta.x));


    // 상하 이동에 대한 회전 행렬
    // 회전축 오른쪽 벡터와 y 변화량 사용.
    Matrix pitchMatrix = Matrix::CreateFromQuaternion(
        Quaternion::CreateFromAxisAngle(right, -delta.y));

    // 카메라 좌표에 대한 변환 적용
    pos = Vector3::Transform(pos, pitchMatrix * yawMatrix);
    right = Vector3::Transform(right, yawMatrix);
    up = right.Cross(pos);
    up.Normalize();
}