Question

我必须设计功能性 rubik立方体作为我作业的一部分。我没有直接使用openGL，而是提供了一个框架。（所有不属于openGL且未在此处列出其正文的函数将被假定为正确）

功能：如果通过按键选择，则需要旋转所有面。整个立方体必须旋转。

整个立方体的旋转是正确的，不会成为这个问题的主题。

为了做到这一点，我用27个较小的立方体（立方体大小为3）创建了rubik立方体，同时创建了一个三维数组。包含小立方体索引的多维数据集的副本。为了更好地理解这一点：

如果最初只有一张脸：

0 1 2
3 4 5
6 7 8

旋转后

应为：

6 3 0
7 4 1
8 5 2

我可以无限次地相对于X轴或Y轴旋转立方体，它可以完美地工作。但是，如果我组合旋转（交替X旋转与Y旋转以随机方式），则会出现立方体变形的情况。由于这种情况不一致，我很难找到原因。

这就是我创建多维数据集的方式：

int count = 0;

for (int i = -1; i < 2; i++)
    for(int j = -1; j < 2; j++)
        for(int k = -1; k < 2; k++)  {
            RubikCube.push_back(drawCube());
            RubikCube.at(count)->translate(4*i,4*j,4*k);
            CubIndici[j+1][k+1][i+1] = count;

            count++;
        }

函数drawCube（）有效地绘制一个大小为4的立方体，其中心位于原点。 CubIndici是我用来存储立方体位置的3D数组。

这是我用来旋转3D数组中矩阵的函数。（我已经仔细检查过它应该是正确的，但也许我错过了一些东西）。

void rotateMatrix(int face_index, int axis) {
    if (axis == 0 ) 
    {
            for ( int i = 0; i < 3; i++)
                for( int j = i; j < 3; j++) 
                 {
                      swap(&CubIndici[i][j][face_index],&CubIndici[j][i][face_index]);
                 }
            for (int i = 0; i < 3; i++)
                for(int  j = i; j < 3; j++) 
                 {
                     swap(&CubIndici[i][j][face_index],&CubIndici[2-i][j][face_index]);
                 }
    }

        if (axis == 1 ) 
    {
            for ( int i = 0; i < 3; i++)
                for( int j = i; j < 3; j++) 
                 {
                      swap(&CubIndici[face_index][i][j],&CubIndici[face_index][j][i]);
                 }
            for (int i = 0; i < 3; i++)
                for(int  j = i; j < 3; j++) 
                 {
                     swap(&CubIndici[face_index][i][j],&CubIndici[face_index][2-i][j]);
                 }
    }
}

CubIndici 3d数组是全局的，所以我需要使用axis参数来确定执行什么样的旋转（相对于X，Y或Z）

按下w键我应该围绕X轴旋转（现在是硬编码的）面

for (int i = 0; i < 3; i++)
                for(int j = 0; j < 3; j++)
                    RubikCube.at(CubIndici[i][j][1])->rotateXRelativeToPoint(
                                          RubikCube.at(CubIndici[1][1][1])->axiscenter, 1.57079633);
            rotateMatrix(1,0);

CubIndici 1 1应始终包含面部中心的立方体CubIndici [*] [*] 1。

类似地，

        for (int i = 0; i < 3; i++)
            for(int j = 0; j < 3; j++)
                RubikCube.at(CubIndici[2][i][j])->rotateYRelativeToPoint(
                                          RubikCube.at(CubIndici[2][1][1])->axiscenter, 1.57079633);
        rotateMatrix(2,1);

用于在Y轴上旋转。

1.57079633是相当于90度的弧度

为了更好地理解，我添加了在X轴上旋转左脸的详细显示，在Y轴上旋转了一个。

第一个坐标块是初始立方体面。（CubIndici指数矩阵未经修改）

pre rotatie - 面部每个立方体的坐标和索引。 post rotatie - 旋转对象后的coordiantes和索引。（矩阵未被触及）后旋转矩阵 - 旋转矩阵后也是如此。如果你将“pre rotatie”的索引与“post rotatie matrice”进行比较，你会发现转90度。

这是第一次旋转（围绕X旋转左侧面），它完全正确。

然而，在下一次旋转时，应该包含在上下方（以及左上方）中的立方体应为2,5,8。但是，它们显示为2,5,6。如果你看第一个“post rotatie matrice”2,5,8确实是第一排。

这是使立方体变形的问题，我不知道是什么导致它。

如果有任何不清楚的地方，请告诉我，我会编辑帖子或回复评论！

Answer 1

对于立方体切片中位置<x;y>处的单元格顺时针旋转PI / 2的公式为：

  x' = 2 - y
  y' = x

类似地，逆时针旋转：

  x' = y
  y' = 2 - x

但这些是轮换，您希望对阵列进行就地修改。我们可以通过2个镜像对称的组合来替换旋转。

顺时针：

  <x;y>  ->  <y;x> 
  <x;y>  ->  <2-x;y>

和逆时针是这些函数的相反组成。

鉴于这些公式，您可以像这样编写旋转函数：

 void rotateMatrix_X_CW(int face_index) {
     int i,j;  
     for ( i = 0; i < 2; i++)
         for( j = i; j < 3; j++) 
         {
             swap(CubIndici[i][j][face_index],CubIndici[2-i][j][face_index]);
         }
     for ( i = 0; i < 2; i++)
         for( j = i; j < 3; j++) 
         {
             swap(CubIndici[i][j][face_index],CubIndici[j][i][face_index]);
         }
 }

 void rotateMatrix_X_CCW(int face_index) {
     int i,j;  
     for ( i = 0; i < 2; i++)
         for( j = i; j < 3; j++) 
         {
             swap(CubIndici[i][j][face_index],CubIndici[j][i][face_index]);
         }
     for ( i = 0; i < 2; i++)
         for( j = i; j < 3; j++) 
         {
             swap(CubIndici[i][j][face_index],CubIndici[2-i][j][face_index]);
         }
 }

你应该可以从那里实现其他轴。

在C ++中使用opengl旋转rubik立方体面的问题

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