Question

我不确定如何解释这个，但希望你能理解我的意思。

基本上我画了一个立方体，想要拖动鼠标来查看所有边。只能水平或垂直旋转很好，但如果我尝试将它们组合起来，那么事情就会变得有些奇怪。

e.g。如果我垂直旋转180度（以“倒置”）然后水平拖动鼠标，那么立方体将以与鼠标运动相反的方向旋转。

这是相关代码：

double camera_angle_h = 0;
double camera_angle_v = 0;

int drag_x_origin;
int drag_y_origin;
int dragging = 0;

void display() {
    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
    glLoadIdentity();
    gluLookAt(0.0, 0.0, 25.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 1.0, 0.0);
    glRotated(camera_angle_v, 1.0, 0.0, 0.0);
    glRotated(camera_angle_h, 0.0, 1.0, 0.0);

    draw_cube();

    glFlush();
    glutSwapBuffers();
}

void mouse_click(int button, int state, int x, int y) {
    if(button == GLUT_LEFT_BUTTON) {
        if(state == GLUT_DOWN) {
            dragging = 1;
            drag_x_origin = x;
            drag_y_origin = y;
        }
        else
            dragging = 0;
    }
}

void mouse_move(int x, int y) {
    if(dragging) {
        camera_angle_v += (y - drag_y_origin)*0.3;
        camera_angle_h += (x - drag_x_origin)*0.3;
        drag_x_origin = x;
        drag_y_origin = y;
    }
}

Answer 1

您正在使用欧拉角，因此存在万向节锁的问题。

一个简单的解决方案是将旋转存储在模型矩阵内并旋转此矩阵，而不是仅存储2个角度（通过使用矩阵乘法）。

查看此答案以获取更多信息： Will this cause gimbal-lock?

更复杂的解决方案是存储四元数

Answer 2

正如其他人所说，使用四元数是解决方案。 Ken Shoemake提供了在图形宝石IV中转换四元数和欧拉角的优秀代码（参见code samples here，参见“欧拉角转换”）。它还具有与旋转矩阵的转换。

如果你想使用鼠标进行旋转，可以说“黄金标准”是Shoemake在图形宝石IV中描述的“Arcball”界面（目前可用的here）。改进版的Arcball与Glut库一起作为“轨迹球”分发，当点击发生在旋转球体外时，它提供了更直观的界面。它由Gavin Bell撰写，可用here和here。 Bell的轨迹球是Blender project使用的方法，我认为商业软件包使用类似的东西。

Answer 3

听起来好像您的应用程序遇到了gimbal lock。有几种方法可以解决这个问题，最简单的方法就是限制允许的旋转。

Answer 4

大多数应用程序仅允许最多90度的上/下旋转;否则，视图是颠倒的，是从左到右反转。对于大多数应用来说，旋转到目前为止你没有意义，因为你正在颠倒世界。

此外，这不像其他两位回答者说的那样是万向节锁;万向节锁需要三个（或更多？）旋转轴。简而言之，万向节锁定是指一个轴向任一方向旋转90度，使另外两个轴对齐;然后围绕其他两个轴中的任何一个旋转会产生相同的效果。维基百科页面中间的飞机图像很好地显示了它。

无论如何，最好的办法是将camera_angle_v限制在范围内（-90,90）;换句话说，每当你加或减时，检查它是否大于90并将其设置为90，或者如果它小于-90，则将其设置为-90。

另外需要注意的是，过去当v角度正好是90或-90时，我确实遇到了问题，所以我会把它夹紧到+/- 89.9。

Answer 5

由于您使用的是GLUT，因此您可能需要在系统上处理此问题的代码。查看trackball.c和trackball.h源文件。谷歌搜索他们也会找到来源。这是一个简单的库，可以帮助您解决这个问题。一些使用它们的GLUT例子是dinospin，bounce等。

OpenGL - 用鼠标移动相机

5 个答案: