Question

我认为我这样做的时间最长，但我相信我可能会以非常错误的方式这样做。

我有一个具有世界地形的3D引擎，物体可以放置在地面上，当它们被放置时，它们会定向到它们所处的地形（旋转）。我这样做的方式是这样的：

D3DXVECTOR3 tNormal = GetNormalFromFile( ... );  //Get the terrain's normal

placeItemData.placeMesh.meshRot.z = (acos(tNormal.x) - (D3DX_PI/2));
placeItemData.placeMesh.meshRot.x = -(acos(tNormal.z) - (D3DX_PI/2));

我将旋转存储为以弧度为单位的向量：x，y，z旋转，其中Y为向上。所以我计算X轴和Z轴的旋转并相应地旋转。玩家可以在放置之前手动旋转Y轴周围的物体，所有这些都可以正常工作。

当我继续改进我的物品放置代码时，我意识到这不适用于近乎垂直的飞机。例如，尝试将图片放在墙上。这段代码似乎可以将物品放置在近水平（平坦）的地形上，但是垂直墙的旋转方式很远。

我在这里错过了一个简单的计算吗？我需要以某种方式计算y轴值吗？我试图使用atan2函数来计算旋转：

placeItemData.placeMesh.meshRot.z = (atan2(finalNormal.x,finalNormal.y) );
placeItemData.placeMesh.meshRot.x = (atan2(finalNormal.z,finalNormal.y) );

但我遇到了类似的问题。

我是否需要使用四元数进行这些计算？我能够轻松地将最终旋转值再次存储在3D矢量（x，y，z）中吗？

我感谢任何帮助！

更新1

以下是使用此代码的图片：

meshRot.z = - atan2(sqrt(finalNormal.y^2 + finalNormal.z^2), finalNormal.x);
meshRot.x = - atan2(finalNormal.y, finalNormal.z);

prob1 http://www.crystaldragon.com/TempImages/prob1.png

当您将鼠标悬停在石头上时，会计算三角形的法线（对于图片，石面的法线为（0.637，-0.014,0.770））。当然，你在石头上看到的木块应该直接放在石头的顶部（就像悬挂在图片上一样）。

更新2

通过在我的世界中测试位于z轴上的“墙”，我似乎只为y = 0的所有情况提供了代码。我可以将物体放在所有垂直墙上，但不能放在墙的水平（顶部）上。

以下是当前代码：

placeItemData.placeMesh.meshRot.x =  -(atan2(finalNormal.y, sqrt((finalNormal.x * finalNormal.x ) + (finalNormal.z * finalNormal.z)) ) + (D3DX_PI/2));
placeItemData.placeMesh.meshRot.z =  -(atan2(finalNormal.z, finalNormal.x ) + (D3DX_PI/2));

只要y-normal的值为0，对象就会附着到每个垂直墙上，但不会附着在水平上（因为y-normal显然是非负数）。希望最后一步是弄清楚我需要输入的最终计算作为y值进入等式，但我仍然想出失败的尝试。

Answer 1

对于近水平（平坦）地形，地形位于 XZ 平面上，因此法线的 y 值很可能是1.0，这应该会给你没有使用y法线的正确旋转。

但是，在向墙添加对象时，将需要 y 法线来计算旋转的 y 组件。您说播放器可以在放置之前手动旋转 Y 轴周围的对象。

您是否正在使用法线的 y 值计算旋转的y分量？如果没有，请确保您也在计算它。否则，您将计算2D中的旋转，并以某种方式将其外推至3D。

Answer 2

我会推荐Quaternions。您可以在没有它们的情况下使用它，但是您的代码必须对零进行大量检查，如果您尝试对任何内容进行动画处理，则会出现不连续性。四元数有一点学习曲线但是一旦你有了：

轮换方法
从笛卡儿（或极地或其他）到四元数的转换
从四元数到笛卡尔（或其他）的转换

使用起来非常简单，它们是3d操作的正确选择。

我会诚实地说，你不必理解数学要么让它发挥作用;你必须能够遵循四元数学的规则。

Answer 3

我不知道Direct3D，但是通过快速查看文档，看起来好像这就是你想要的：

meshRot.z = - atan2(sqrt(finalNormal.y^2 + finalNormal.z^2), finalNormal.x);
meshRot.x = - atan2(finalNormal.y, finalNormal.z);

（我不知道这是否是正确的语法，例如sqrt，但你看到我正在尝试做什么。）

关于Y（“偏航”）的旋转可以留给用户 - 它对应于将雕像从朝北朝向东方旋转，或者将画面倒挂在墙上。

我假设旋转是关于物体固定的轴。如果情况并非如此，那么解决方案将看起来完全不同。尝试一下，如果它不起作用，我们可以尝试几个简单的测试用例来确定它。

旋转对象以匹配矢量

3 个答案: