AI 协作日志

学号：202412211401012 · 来源：ai-log.md

# 实验五AI协作与核验记录（学生填写）
学号：202412211401012　姓名：张忠宝　日期：2026.11.9

> 必须记录**自己的预测、原始问题、AI建议、自主判断与实际核验**。AI代码不能代替本人解释。可附完整对话链接/导出记录，避免只放聊天截图而无测试证据。

## 协作一：观察与投影概念核验（Task B / C，3分）
1. 我的问题和事先预测（M/V/P中谁变化？预期画面如何变化？）：
> 预测1：修改View矩阵（相机），M、P保持不变，模型在世界空间位置不变，但是画面里物体视角发生改变；
> 预测2：正交投影没有近大远小效果，远近两个大小相同的立方体，屏幕上看起来尺寸基本一致；透视投影近处物体更大、远处更小；
> 预测3：FOV变大，视场范围变宽，物体在画面里占比变小；FOV只改变投影矩阵，不会缩放模型本身。

2. 我实际输入给AI的提示词：
> 在WebGL右手坐标系、列向量、变换顺序P·V·M的框架下，区分移动模型和移动相机、正交投影与透视投影。设计对照实验，控制变量，说明每次修改M/V/P里的哪一个，以及怎么通过数值和画面验证，不要直接写完整代码。

3. AI建议摘要（包括关键数学依据）：
- 变换公式：$p_{clip}=P \cdot V \cdot M \cdot p_{local}$
- 对照实验1：固定M、P，修改V矩阵。打印模型世界中心坐标，坐标不变但是画面视角变化，证明是相机在变换，不是物体移动。
- 对照实验2：固定M、V，切换P为正交/透视投影。观察前后两个等大立方体，正交投影大小几乎一致，透视投影近大远小。
- 对照实验3：固定M、V，修改FOV。FOV增大，可视范围扩大，物体画面占比缩小，模型M矩阵没有改动。

4. 我的判断和采纳/拒绝理由：
> 采纳这套对照思路，逻辑符合图形学变换流水线。我自己手动完成矩阵编写，对照画面现象验证，不直接照搬AI完整代码。

5. 我的测试参数、测试操作与结果（附截图/数值）：
> TaskC打开对比立方体，切换ortho正交模式和perspective透视模式；正交模式远近方块视觉大小接近；透视模式近处方块明显更大。修改FOV从20°调到80°，物体整体变小，视野变宽。

6. AI是否正确？我最终修正了什么认识？
> AI给出的原理正确。之前我误以为FOV改变是把模型缩放了，现在明白FOV修改的是相机视锥，模型本身大小不变。

## 协作二：程序故障诊断（Task C / D，4分）
1. 真实错误现象和我起初怀疑的原因：
> 现象1：切换到顶部俯视视角时模型黑屏、画面异常；一开始怀疑是投影near/far裁剪面设置错误。
> 现象2：Shift+鼠标拖拽平移物体时，移动方向和鼠标拖动方向对不上；一开始怀疑是投影矩阵宽高比aspect传错。

2. 向AI提出的诊断问题：
> 模型OBJ可以正常渲染，但是切换俯视视角黑屏，Shift拖拽平移方向不对。从宽高比、裁剪面、lookAt的up向量、相机基向量四个角度给出排查方案，先给测试方法，不要直接重写代码。

3. AI建议的至少两个可区分原因及测试：
- 假设1：lookAt的up向量和视线方向共线，向量叉乘得到NaN，view矩阵出现非法值，画面黑屏；测试：打印view矩阵元素，查看是否存在NaN。
- 假设2：Shift拖拽只用屏幕像素偏移，没有使用相机的right、up局部基向量，平移方向不跟随相机视角；测试：旋转相机后再平移，观察物体移动方向是否错乱。
- 假设3：aspect宽高比传参错误，投影拉伸变形；测试：打印aspect数值，核对canvas宽高之比。

4. 我实际逐项测试了什么？各自结果如何？
> ① 打印aspect，数值正常，排除宽高比问题；
> ② 切换到top俯视视角，打印view矩阵，发现矩阵出现NaN，确认是视线方向和up向量平行；
> ③ Shift拖拽简易像素映射方案，在普通视角下可用，但是旋转相机后平移方向会不协调。

5. 最终根因、修复处及修复后结果：
> 根因：顶部俯视时视线与默认up(0,1,0)平行，lookAt计算失败。
> 修复：在TaskB的view函数里增加判断，如果视线接近Y轴，把up向量改为[0,0,-1]，避免共线。修复后俯视视角正常渲染。Shift拖拽采用简易像素映射满足本次实验要求。

> 若首次没有故障，可以备份后临时制造一处可恢复错误，完成排查后修复。

## 协作三：综合工作台方案比较（Task E，3分）
1. 我准备完成的观察任务：
> 实现物体绕世界固定参考点旋转，绘制标记点辅助观察，滑块控制旋转角度，直观理解“绕定点旋转”矩阵链。

2. 向AI询问的两种设计方案：
> 我已经完成模型归一化、相机lookAt、正交透视投影、鼠标键盘交互。请提供两种适合当前框架的拓展方案，对比矩阵链、交互方式、调试难度，不使用Three.js、光照纹理。

3. 两种方案的功能、矩阵链、测试难度对比：
- 方案A：绕世界定点旋转。矩阵链：$M = T(P) \cdot R_y(\theta) \cdot T(-P) \cdot T(q) \cdot S$；交互：滑块控制旋转角度，绘制两个辅助方块标记参考点和运动物体；难度低，复用现有绘制接口。
- 方案B：相机轨道环绕。修改V矩阵，鼠标拖动改变相机球面坐标，相机围着目标点旋转；不需要修改模型M矩阵；需要向量、球面坐标计算，调试难度更高。

4. 最终采纳的方案与理由：
> 选择方案A，贴合实验E要求，只需要修改ex.extra回调，不用改动相机和投影代码，调试简单，方便观察绕点变换的矩阵效果。

5. 自己实现或修改的功能差异：
> 设置黄色方块作为固定旋转中心点，橙色方块作为旋转物体；调整缩放系数0.22，标记大小适中；严格按照先平移到定点、旋转、平移回去的顺序写矩阵链。

6. 预测与实际结果对照，仍存在的局限：
> 预测：拖动orbit滑块，橙色方块围绕黄色参考点匀速转圈；实际运行符合预期。局限：当前只实现绕Y轴旋转，暂不支持绕X、Z定点旋转。