Question

我正在尝试实现一个opengl相机，它可以围绕指定的世界坐标旋转相机的位置。我正在尝试使用glm数学库;我的代码如下

void Camera::dolly(double angle_x, double angle_y, const double& loc_x, const double& loc_y, const double& loc_z, const double& dt) {

  glm::vec3 target = glm::vec3(loc_x,loc_y,loc_z);

  glm::quat Q;glm::vec3 axis0(0.0f,1.0f,0.0f);
  glm::quat R;glm::vec3 axis1(1.0f,0.0f,0.0f);

  position = position - target;

  //glm::normalize(axis0);
  glm::normalize(axis1);

  Q = glm::gtx::quaternion::angleAxis( float(angle_x ), axis0 );;
  R = glm::gtx::quaternion::angleAxis( float(andl_y ), axis1 );;

  glm::quat final =  R*Q;

  position =  final * position;

  position = position + target;
  cout << "\tPosition: " << position.x << " " << position.y << " " << position.z <<endl;
}

当我测试代码时，使用quat Q的旋转工作正常，但quat R导致“波动”旋转。我做错了什么？

Answer 1

注意：从my answer here复制。

你所做的就是用四元数有效地实现欧拉角。这没有帮助。

欧拉角的问题在于，当你计算矩阵时，每个角都是相对于它前面的矩阵的旋转。您想要的是获取对象的当前方向，并沿某个轴应用旋转，从而产生新的方向。

你不能用欧拉角做到这一点。您可以使用矩阵，也可以使用四元数（因为它们只是矩阵的旋转部分）。但你不能假装它们是欧拉角。

这是通过不在 all 存储角度来完成的。相反，您只需要一个四元数来表示对象的当前方向。当您决定对其应用旋转（某个轴的某个角度）时，您可以构造一个四元数，表示围绕该轴旋转一个角度。然后右移乘以当前方向四元数的四元数，生成新的当前方向。

渲染对象时，使用当前方向作为方向。

Answer 2

复制问题：

编辑05/26/2013我如何解决这个问题：

我的代码的问题在于渲染我使用过的场景：

    matrix = glm::lookAt(position,looking_at, upDirection);

然后我使用这个矩阵将场景放入相机的视角/基本上渲染相机。然而，当我打电话给我的“Camera :: dolly”（它实际上不应该被称为小车，因为我的目的是旋转相机）功能时，我旋转相机位置而不旋转/更新upDirection（初始化为（0， 1,0）变量。这引起了我所描述的“不稳定”问题，因为按轴（1,0,0）旋转会导致改变upDirection所指向的方向。代码如下：

glm::quat orient = glm::gtx::quaternion::angleAxis(float(0),0.0f, 0.0f, 1.0f);

void Camera :: rotate（double angle_x，double angle_y，const double＆amp; loc_x，const double＆amp; loc_y，const double＆amp; loc_z，const double＆amp; dt）{ glm :: vec3 target = glm :: vec3（loc_x，loc_y，loc_z）;

position = position - target;

angle_x *= dt;
angle_y *= dt;

glm::quat old_orient = orient;

glm::normalize(orient);
glm::quat q_x_axis = glm::gtx::quaternion::angleAxis(float(angle_y),1.0f, 0.0f, 0.0f) ;
glm::quat q_y_axis = glm::gtx::quaternion::angleAxis(float(angle_x), 0.0f, 1.0f, 0.0f);

orient = orient * q_x_axis * q_y_axis;

upDirection = upDirection * orient;
position = position * (orient);

orient = old_orient;

position = position + target;

你如何使用glm quat防止万向节锁定

2 个答案: