XNA中的四元数旋转

时间:2012-04-25 00:16:57

标签: c# xna rotation

我正在做以下事吗?

显然不是原因,否则我不会在这里发布一个问题,但我正在尝试围绕另一个模型进行模型的四元数轮换。

假设我有一个具有vector3位置和浮动旋转角度的盒子模型。 我也有一个截头锥形模型指向盒子模型,它的位置可以说是盒子模型中的50个单位。平截头体也有一个vector3位置和一个四元数旋转。

在方案1中,框和平截头体是“未旋转的”。这一切都很好。 在场景2中,我只旋转盒子,我希望平截头体与它一起旋转(有点像追逐相机),截头体总是直接指向盒子,与盒子的距离与未旋转的距离相同。显然,如果我只是通过对盒子和平截头体使用Matrix.CreateRotationY()来旋转模型和平截头体,则平截头体稍微向侧面偏移。

所以我认为围绕盒子的圆锥体的四元数旋转最好? 为此我尝试了以下,没有运气。它在屏幕上绘制了我的模型,但它也在屏幕上绘制了一个巨大的盒子,无论我移动相机有多远,盒子总是挡不住

为了测试,我有3个盒子和3个相关的截头体 在我的Game1类中,我用位置和旋转初始化方框[0]

boxObject[0].Position = new Vector3(10, 10, 10);
boxObject[1].Position = new Vector3(10, 10, 10);
boxObject[2].Position = new Vector3(10, 10, 10);

boxObject[0].Rotation = 0.0f;
boxObject[1].Rotation = 45.0f;
boxObject[2].Rotation = -45.0f;

因此所有3个方框都在同一位置绘制,但角度不同。 然后为了做截头,我发起了他们的立场:

float f = 50.0f;
frustumObject[0].Position = new Vector3(boxObject[0].Position.X,
            boxObject[0].Position.Y, boxObject[0].Position.Z + f);
frustumObject[1].Position = new Vector3(boxObject[1].Position.X,
            boxObject[1].Position.Y, boxObject[1].Position.Z + f);
frustumObject[2].Position = new Vector3(boxObject[2].Position.X,
            boxObject[2].Position.Y, boxObject[2].Position.Z + f);

然后尝试围绕相关的盒子模型旋转:

frustumObject[0].ModelRotation = new Quaternion(boxObject[0].Position.X,
            boxObject[0].Position.Y, boxObject[0].Position.Z + f, 0);
frustumObject[0].ModelRotation = new Quaternion(boxObject[0].Position.X,
            boxObject[0].Position.Y, boxObject[0].Position.Z + f, 45);
frustumObject[0].ModelRotation = new Quaternion(boxObject[0].Position.X,
            boxObject[0].Position.Y, boxObject[0].Position.Z + f, -45);

最后,为了绘制模型,我在GameModel类中绘制()它们,它们也具有:

public Model CameraModel { get; set; }
public Vector3 Position { get; set; }
public float Rotation { get; set; }
public Quaternion ModelRotation { get; set; }

public void Draw(Matrix view, Matrix projection)
    {
        transforms = new Matrix[CameraModel.Bones.Count];
        CameraModel.CopyAbsoluteBoneTransformsTo(transforms);

        // Draw the model
        foreach (ModelMesh myMesh in CameraModel.Meshes)
        {
            foreach (BasicEffect myEffect in myMesh.Effects)
            {
                // IS THIS CORRECT?????
                myEffect.World = transforms[myMesh.ParentBone.Index] *
                    Matrix.CreateRotationY(Rotation) * Matrix.CreateFromQuaternion(ModelRotation) * Matrix.CreateTranslation(Position);

                myEffect.View = view;
                myEffect.Projection = projection;

                myEffect.EnableDefaultLighting();
                myEffect.SpecularColor = new Vector3(0.25f);
                myEffect.SpecularPower = 16;
            }

            myMesh.Draw();
        }
    }

有人能找到我错的地方吗?是因为我在Draw()中进行两种旋转吗?

  

myEffect.World =变换[myMesh.ParentBone.Index] *                           Matrix.CreateRotationY(轮换)* Matrix.CreateFromQuaternion(ModelRotation)* Matrix.CreateTranslation(Position);

1 个答案:

答案 0 :(得分:4)

从快速浏览一下,最好使用静态创建方法(例如Quaternion.CreateFromAxisAngle(Vector3. UnitY, rotation))创建四元数。四元数的X,Y,Z和W的值与位置无关。方便的静态方法处理棘手的数学。

在您的情况下,似乎您希望在框旋转时将平截头体指向盒子的同一侧,从而使平截头体在盒子周围旋转。这需要稍微不同的方法来完成绘制方法中的翻译。

为了将对象旋转到另一个对象,首先需要平移对象,使所需旋转的中心位于原点。然后旋转对象并将其转换回与第一步相同的量。

所以在你的情况下,这样的事情应该这样做(未经测试的示例代码可以遵循);

// Construct the objects

boxObject.Position = new Vector3(10, 10, 10);
boxObject.Rotation = 45.0f;

frustumObject.Position = new Vector3(0, 0, 50f); // Note: this will be relative to the box (makes the math a bit simpler)
frustumObject.TargetPosition = boxObject.Position;
frustumObject.ModelRotation = Quaternion.CreateFromAxisAngle(Vector3. UnitY, boxObject.Rotation); // Note: this rotation angle may need to be in radians.


// Box Draw()
// Draw the box at its position, rotated about its centre.
myEffect.World = transforms[myMesh.ParentBone.Index] * Matrix.CreateTranslation(Position) * Matrix.CreateRotationY(Rotation);

// Frustum Draw()
// Draw the frustum facing the box and rotated about the boxes centre.
myEffect.World = transforms[myMesh.ParentBone.Index] * Matrix.CreateTranslation(Position) * Matrix.CreateFromQuaternion(ModelRotation) * Matrix.CreateTranslation(TargetPosition);

假设:

  • 框围绕自己的中心旋转
  • 视锥体朝向盒子并围绕盒子中心旋转

希望这有帮助。