我最初使用3个向量存储了3D空间中的对象原点和方向，这些向量表示对象的原点，向前和向上方向。
要应用于正确转换到模型视图矩阵堆栈，我使用这三个向量组成仿射变换矩阵。
平移是微不足道的，但是通过构造正确的旋转矩阵（取决于角度和旋转轴）并将其应用于这3个向量来应用旋转。
我正在将这种方法用于大量对象，而旋转/仿射矩阵组合正在造成性能瓶颈。
我想知道是否有更合理/有效的方式存储方向？
答案 0 :(得分：5)
我最初使用3个向量存储了3D空间中的对象原点和方向，这些向量表示对象的原点，向前和向上方向。
或换句话说：您正在存储3×3矩阵。 OpenGL使用的矩阵是相同的，虽然它们是4×4，但唯一的区别是，元素4,4总是1，元素0 ... 3,4都是0，并且第一列0,0 ... 3是向前和向上的叉积，通常称为 right 。
这实际上是表示3D空间中对象放置的最简洁且可直接访问的方式。您可以通过执行单个矩阵乘法来应用任何类型的变换。
另一种方法是使用四元数和偏移矢量。但是如果你想让你的对象可以翻译，那么四元数必须变成一个矩阵（或者你可以为转换层次链接大量的平移/旋转配对，但使用矩阵实际上会减少开销）。
答案 1 :(得分：4)
除了记忆之外，是什么阻止你存储整个4x4仿射矩阵？
更好的是，ISTR如果数组规范化，则底行通常 [0, 0, 0, 1]，因此您只需存储前三行。
答案 2 :(得分：1)
当前GPGPU上的四元数转换可能比Matrix更快，其中全局内存的访问速度比本地内存慢得多。 根据{{3}}，你计算了两倍，但需要获取的内存少于一半。
渲染将顶点着色器制服存储为本地存储器，这里唯一合理的是使用矩阵。
答案 3 :(得分：1)
四元数可能是存储方向的最自然/最有效的方式（它应该在所有方面都比向前/向上向量更好）。四元数将需要存储4个值，并且需要10次乘法和15次加法convert to a 3x3 rotation matrix - 不需要任何除法或超越函数。
如果你特别想要空间，你可能只需要3个值，因为你可以从其余三个值中稳健地生成单位四元数的第一个元素。这将需要额外的3次乘法，3次加法和一个平方根（它也有点棘手，因为你需要确保第一个元素是非负的......）