很多软件中（Auto CAD、ODA等）支持以鼠标点为中心进行放缩操作，有什么黑科技吗？
本章节为相机原理和实现的补充内容，支持鼠标放缩时以鼠标点为中心进行放缩。
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31.相机：缩放时以鼠标点为中心
在三维软件中，以鼠标点为中心缩放可以做到保持聚焦点位置不变，达到视觉上的"中心点聚焦"。这种技术常用于电影镜头语言和游戏场景设计中，通过动态调整视角和物体大小，使用户始终关注特定区域。
31.1.思考和讨论
通常我们会通过鼠标滚轮事件实现场景缩放，而在场景中进行缩放时，会以相机当前的Position（也就是视点）为观察位置进行缩放，通过滚轮滑动的方向和幅度来更新相机的Zoom。
回顾
你应该还记得在
顶点着色器中将坐标点转换为裁剪坐标过程中需要经过modelMatrix、viewMatrix和projectionMatrix的处理，而projectionMatrix的构造与Zoom有关系，当然还与近平面、远平面、宽高比有关。
在不考虑鼠标位置进行缩放时，会以固定的Position进行观察，而仅仅改变Zoom的大小，这样会出现无论鼠标在场景中任何位置进行滚动，缩放行为都不会考虑鼠标位置，也就是不会考虑我们当前关注的位置。为了实现以鼠标点为中心的缩放，我们还需要更新相机的Position来实现聚焦点的"固定"，这也意味着我们需要同时更新viewMatrix和projectionMatrix。
想象和思考
在原理和实现讲解之前，我们先一起想象一下。
- 鼠标在
(curPx,curPy)像素位置进行滚轮放大，当前视角下场景会放大，我们现在看到的范围更小了（也更清晰了），这也意味着(curPx,curPy)像素原本对应的场景位置（curScenePos）可能移出我们屏幕范围了！怎么样让它固定在
(curPx,curPy)像素位置而不是移动呢？
在上述情景想象中，
-
观察矩阵
viewMatrix没有任何变化（也就是观察空间中的效果没有变化）； -
而由于
Zoom的变化，透视平截头体的范围变小了，可见的场景空间变小了（近平面和远平面尺寸变小了）； -
(curPx,curPy)像素原本对应的场景位置（
curScenePos）可能已经不在透视平截头体的范围内了，当然该像素现在对应到另一个场景位置（nextScenePos）了；
我们需要把(curPx,curPy)像素位置固定在对应的场景位置上，那么移动相机的Position就好了，让它靠近原本聚焦点（对应的场景位置）。是的，其实逻辑挺简单的，至于要移动多少？那就移动curScenePos - nextScenePos。
nextScenePos怎么计算？以相同的(curPx,curPy)和depth来计算场景空间坐标系对应位置就好了。
31.2.原理
我们先不考虑透视投影或者正交投影的概念（这和当前的逻辑原理没有什么关系）。在Zoom更新后，平截头体的范围变化了，(curPx,curPy)屏幕像素对应了新的场景位置（nextScenePos），我们只需要（通过平移Position）把这个位置"平移"到原本对应的场景位置（curScenePos），这样聚焦的目标就"固定"住了。
图：偏移Position，实现鼠标点的聚焦
上图展示了缩放前后、Position平移前后的逻辑示意：
-
缩放前鼠标像素位置对应一个场景空间位置
curScenePos（为我们聚焦的位置）； -
放大后，
curScenePos不可见了，而鼠标像素位置对应了另一个场景空间位置nextScenePos了； -
我们把
Camera.Position移动(curScenePos-nextScenePos)向量，鼠标像素位置重新对应到了原本的curScenePos； -
这样就实现了保持聚焦点位置不变的以鼠标点为中心缩放。
31.3.关键代码
cpp
void ProcessMouseScroll(float yoffset)
{
// scale by the mouse hover point if it's pixes is valid
QVector3D curPt;
float depth;
bool hoverValid = ViewerSetting::mouseScaleByCenter && GetScenePoint(ViewerSetting::currentMousePos[0], ViewerSetting::currentMousePos[1], curPt, depth);
// modify zoom
float downValue = 1.0f;
float upValue = 89.f/*45.0f*/;
Zoom -= (float)yoffset;
if (Zoom < downValue)
Zoom = downValue;
if (Zoom > upValue)
Zoom = upValue;
if (hoverValid)
{
// cal point of current pixes
QVector3D nextPt;
GetScenePoint(ViewerSetting::currentMousePos[0], ViewerSetting::currentMousePos[1], depth, nextPt);
// move Position
Position += (curPt - nextPt);
}
}思考
为什么在计算
nextPt时的depth参数要用此前curPt对应的值呢？读者可自行思考。
31.4.效果
效果视频：https://www.bilibili.com/video/BV15zG3zzEgK/
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