计算3D对象和点之间的角度

时间:2013-09-27 22:15:39

标签: c++ vector 3d rotation dot-product

我在DirectX11中有一个3D对象,它有一个位置矢量和一个面向它的方向的旋转角度(它只围绕Y轴旋转)。

D3DXVECTOR3 m_position;
float       m_angle;

如果我想将物体旋转到面对某物,那么我需要找到它面对的方向与需要面对的方向之间的角度,使用两个标准化矢量上的点积。

我遇到的问题是我如何找到物体当前面向的方向,只有它的位置和角度。我现在拥有的是:

D3DXVECTOR3 normDirection, normTarget;
D3DXVec3Normalize( &normDirection, ????);
D3DXVec3Normalize( &normTarget, &(m_position-target));

// I store the values in degrees because I prefer it
float angleToRotate = D3DXToDegree( acos( D3DXVec3Dot( &normDirection, &normTarget)));

有没有人知道如何从我所拥有的值中获取当前方向的向量,或者我是否需要重新编写它以便跟踪对象的方向向量?

编辑:将'cos'更改为'acos'。

解决方案(在user2802841的帮助下):

// assuming these are member variables
D3DXVECTOR3 m_position;
D3DXVECTOR3 m_rotation;
D3DXVECTOR3 m_direction;

// and these are local variables
D3DXVECTOR3 target;  // passed in as a parameter
D3DXVECTOR3 targetNorm;
D3DXVECTOR3 upVector;
float angleToRotate;

// find the amount to rotate by
D3DXVec3Normalize( &targetNorm, &(target-m_position));
angleToRotate = D3DXToDegree( acos( D3DXVec3Dot( &targetNorm, &m_direction)));

// calculate the up vector between the two vectors
D3DXVec3Cross( &upVector, &m_direction, &targetNorm);

// switch the angle to negative if the up vector is going down
if( upVector.y < 0)
    angleToRotate *= -1;

// add the rotation to the object's overall rotation
m_rotation.y += angleToRotate;

2 个答案:

答案 0 :(得分:1)

如果将方向存储为角度,则角度为0时必须采用某种默认方向,如果假设x +方向为默认值,则将默认方向表示为矢量(如(1.0,0.0,0.0)) ),然后按角度(directly with sin/cos或使用one of the D3DXMatrixRotation*函数创建的旋转矩阵)旋转该矢量,结果矢量将是您当前的方向。

编辑:

在回答您的评论时,您可以确定轮换方向like this。在您的情况下,转换为(未经测试):

D3DXVECTOR3 cross;
D3DXVec3Cross(&cross, &normDirection, &normTarget);
float dot;
D3DXVec3Dot(&dot, &cross, &normal);
if (dot < 0) {
    // angle is negative
} else {
    // angle is positive
}

normal最有可能是(0,1,0)向量(因为你说你的对象围绕Y轴旋转)。

答案 1 :(得分:1)

如果,如你所说,0度==(0,0,1)你可以使用:

normDirection =(sin(角度),0,cos(角度))

因为旋转始终围绕y轴。

你必须根据你的系统(左手或右手)改变罪的标志(角度)。