Question

基本上，给定一个quaterion（qx，qy，qz，qw）...我怎样才能将它转换为OpenGL旋转矩阵？我也对哪个矩阵行是“向上”，“向右”，“向前”等感兴趣...我在向量中需要一个四元数的相机旋转......

Answer 1

以下代码基于四元数（qw，qx，qy，qz），其中的顺序基于Boost四元数：

boost::math::quaternion<float> quaternion;
float qw = quaternion.R_component_1();
float qx = quaternion.R_component_2();
float qy = quaternion.R_component_3();
float qz = quaternion.R_component_4();

首先，您必须规范化四元数：

const float n = 1.0f/sqrt(qx*qx+qy*qy+qz*qz+qw*qw);
qx *= n;
qy *= n;
qz *= n;
qw *= n;

然后你可以创建你的矩阵：

Matrix<float, 4>(
    1.0f - 2.0f*qy*qy - 2.0f*qz*qz, 2.0f*qx*qy - 2.0f*qz*qw, 2.0f*qx*qz + 2.0f*qy*qw, 0.0f,
    2.0f*qx*qy + 2.0f*qz*qw, 1.0f - 2.0f*qx*qx - 2.0f*qz*qz, 2.0f*qy*qz - 2.0f*qx*qw, 0.0f,
    2.0f*qx*qz - 2.0f*qy*qw, 2.0f*qy*qz + 2.0f*qx*qw, 1.0f - 2.0f*qx*qx - 2.0f*qy*qy, 0.0f,
    0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f);

根据您的矩阵类，您可能必须在将其传递给OpenGL之前对其进行转置。

Answer 2

一种很容易实现的方法是将四元数指定的旋转应用于基矢量（1,0,0），（0,1,0）和（0,0），1）。旋转的值给出相对于原始系统的旋转系统中的基矢量。使用这些向量以形成旋转矩阵的行。得到的矩阵及其转置，表示原始系统和原始系统之间的正向和反向变换旋转系统。

我不熟悉OpenGL使用的约定，所以也许其他人可以回答那部分问题......

Answer 3

您可能根本不需要处理旋转矩阵。这种方法似乎比转换为矩阵并将向量与其相乘更快：

  // move vector to camera position co (before or after rotation depending on the goal)
  v -= co;

  // rotate vector v by quaternion q; see info [1]
  vec3 t = 2 * cross(q.xyz, v);
  v = v + q.w * t + cross(q.xyz, t);

[1] http://mollyrocket.com/forums/viewtopic.php?t=833&sid=3a84e00a70ccb046cfc87ac39881a3d0

Answer 4

使用glm，你可以简单地使用一个cast操作符。所以要从matrix4转换为四元数，只需写

GLM :: mat4_cast（quaternion_name）

将四元数旋转转换为旋转矩阵？

4 个答案: