与System.Numerics

Question

矩阵乘法完全错误的值

即使System.Numerics.Vectors库通过的NuGet是获得对视图和投影矩阵我想要实现它自己，只是使用向量和矩阵结构自身的功能。

不幸的是与（正确）视图矩阵相乘，我的目标矢量的情况下，我已经接到了完全错误的结果。我用右手坐标系和下列说明

具有以下功能

private static Matrix4x4 LookAt(Vector4 cameraVector4, Vector4 focusVector4, Vector4 upVector4) { 
    if (cameraVector4 == focusVector4) return Matrix4x4.Identity; 
    var z = Vector4.Normalize(cameraVector4 - focusVector4); 
    var x = Vector4.Normalize(upVector4.Cross(z)); 
    var y = Vector4.Normalize(z.Cross(x)); 

    return new Matrix4x4(
     x.X, x.Y, x.Z, -Vector4.Dot(x, cameraVector4), 
     y.X, y.Y, y.Z, -Vector4.Dot(y, cameraVector4), 
     z.X, z.Y, z.Z, -Vector4.Dot(z, cameraVector4), 
     0, 0, 0, 1); 
} 

public static class Vector4Extensions { 
    public static Vector4 Cross(this Vector4 self, Vector4 vector4) { 
     return new Vector4(
      self.Y * vector4.Z - self.Z * vector4.Y, 
      self.Z * vector4.X - self.X * vector4.Z, 
      self.X * vector4.Y - self.Y * vector4.X, 
      0); 
    } 
} 

在我的示例预期视图矩阵以上是

和vMatrix4确实具有相同的价值。乘法vMatrix4到targetVector4但是应该产生<1, 0.894427, -4.91935, 1>但Visual Studio报表<1, -0.8944272, -0.4472136, 5.472136>。

我的问题是，该库是否具有计算结果数值的问题，我是否有数据类型不匹配，还是我使用不当Vector4.Transform期待它返回ViewMatrix * TargetVector。

---

EDIT

当使用下面的自定义扩展方法

public static Vector4 ApplyMatrix(this Vector4 self, Matrix4x4 matrix) { 
    return new Vector4(
     matrix.M11 * self.X + matrix.M12 * self.Y + matrix.M13 * self.Z + matrix.M14 * self.W, 
     matrix.M21 * self.X + matrix.M22 * self.Y + matrix.M23 * self.Z + matrix.M24 * self.W, 
     matrix.M31 * self.X + matrix.M32 * self.Y + matrix.M33 * self.Z + matrix.M34 * self.W, 
     matrix.M41 * self.X + matrix.M42 * self.Y + matrix.M43 * self.Z + matrix.M44 * self.W 
    ); 
} 

呼叫targetVector4.ApplyMatrix(targetVector4)产生正确的结果。这意味着内部Vector4.Transform似乎在做一些非常意想不到的事情。

Answer 1

我已经反编译使用dotPeek的System.Numerics库和偶然发现了这一点：

public static Vector4 Transform(Vector4 vector, Matrix4x4 matrix) { 
    return 
     new Vector4(
      (float) 
      (vector.X * (double) matrix.M11 + 
      vector.Y * (double) matrix.M21 + 
      vector.Z * (double) matrix.M31 + 
      vector.W * (double) matrix.M41), 
      (float) 
      (vector.X * (double) matrix.M12 + 
      vector.Y * (double) matrix.M22 + 
      vector.Z * (double) matrix.M32 + 
      vector.W * (double) matrix.M42), 
      (float) 
      (vector.X * (double) matrix.M13 + 
      vector.Y * (double) matrix.M23 + 
      vector.Z * (double) matrix.M33 + 
      vector.W * (double) matrix.M43), 
      (float) 
      (vector.X * (double) matrix.M14 + 
      vector.Y * (double) matrix.M24 + 
      vector.Z * (double) matrix.M34 + 
      vector.W * (double) matrix.M44)); 
} 

这种方法意味着，该库是解释向量作为行向量和，而不是“通常”的矩阵从右侧乘以将矩阵与列向量的左侧相乘的方式。要解决此问题，您有两种选择：

• 编写一个自定义方法，以便按照需要的顺序将矩阵向量相乘。
• 应用，这可能是轻微的开销改造前转置矩阵。