Question

我正在进行3D渲染设置（使用GLM for OpenGL完成所有数学运算），除了我希望我的转换工作之外，它都能正常工作。我为每个实体创建了一个矩阵，如下所示：

matrix = mat4(1);
vec3 scale = GetWorldScale();
vec3 pos = GetWorldPosition(); // Returns pos + parent->pos
quat rot = GetWorldRotationQuat(); // Returns parent->rot * rot

matrix = glm::translate(matrix, pos);
matrix *= mat4_cast(rot);
matrix = glm::scale(matrix, scale);

right = matrix[0].xyz;
up = matrix[1].xyz;
direction = matrix[2].xyz;

使用它，它通常可以正常工作，除了我不确定如何调整它的一部分作为首选项。也就是说，使用它，在X轴上的平移被翻转（例如，左边是正的，并且在Z轴上向前是正的，但是我对它的判别较少），并且在Y轴上的旋转被翻转。

为此目的看其他代码，似乎很多人否定了我用于方向（对于相机）。我也是这样做的，并且平移是正确的，但是所有旋转轴都与首选旋转轴相反（尽管X上的旋转是相同的，无论方向是否被否定）。

我不太确定我应该做些什么来帮助纠正这个问题，除非在使用前否定X轴平移和Y轴旋转，但我觉得这不是最好的方法。想法？

Answer 1

我认为问题来自于你混合变换的顺序，特别是平移和旋转。这些变换（缩放，平移和旋转）中的每一个都定义了如何将一个坐标系转换为另一个坐标系。

让我们来看一个例子：你有一个子对象c和它的父p。它们每个都有平移t，旋转r和尺度s。为了简单起见，每个都是4x4矩阵。目前你做了

matrix = p.t * c.t * p.r * c.r * p.s * c.s

想象一下由这个矩阵（长度为1的xyz轴）变换的孩子的局部坐标系。点数从右侧乘以，所以我们必须从右到左阅读。首先，坐标系由孩子缩放，然后由父母缩放。然后它被孩子旋转。然后由父母。现在应用了孩子的翻译。这意味着子转换应用于旋转坐标系。由于您已经应用了孩子的和父项的旋转，因此它会旋转到父级的坐标系中。所以孩子的坐标被解释为它们是父坐标。

那么你应该做什么：在你的方法中，计算对象矩阵m = c.t * c.r * c.s。然后，对象的世界矩阵定义为wm = pm * m，其中父矩阵pm是父对象的世界矩阵。这样你就会得到一个世界矩阵：

c.wm = (c.pm) * (c.o) = (p.t * p.r * p.s) * (c.t * c.r * c.s)

这意味着孩子的翻译在孩子的坐标系中，父母的翻译在父母的坐标系中。

GLM矩阵中的旋转方向，使用四元数

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