Question

我正在构建一个使用3D的程序。

它基本上由一个用户可以旋转和移动的对象（某种立方体）构成，而我可以通过检查服务器上的同一个对象来观察它们对象的视图，箭头指向它们的点。图。

客户端将其位置，方向和向上发送到服务器3个向量。

我试图让我的箭头根据它们的位置和旋转进行渲染。

我正在使用以下代码执行此操作（使用LibGDX进行3D）：

Vector3[] vs;
Vector3 tmp = new Vector3();
batch.begin(wm.cam);
for (SocketWrapper s : clientAtt.keySet()) {// for every client
    vs = clientAtt.get(s); // read the 3 vectors: { position, direction, up }

    tmp.set(vs[2].nor());
    vs[1].nor();

    // arr.transform is the transform of the arrow
    arr.transform.set(vs[0], new Quaternion().setFromCross(tmp.crs(Vector3.Z).nor(), vs[1]));

    batch.render(arr);
}

这是arr：

的定义

arrow = new ModelBuilder().createArrow(0, 0, 0, 1, 0, 0, 0.1f, 0.1f, 5, GL20.GL_TRIANGLES, new Material(ColorAttribute.createDiffuse(Color.RED)), VertexAttributes.Usage.Position | VertexAttributes.Usage.Normal);
arr = new ModelInstance(arrow);

如果我只围绕Y轴旋转，一切正常，但如果我使用X / Z轴就会发疯。

我正在试图弄清楚我的数学错误以及如何解决它。

感谢。

Answer 1

Quaternion用于定义仅轮换，不方向。例如：它定义了如何将任何给定（单位）向量转换为另一个向量，以便将其旋转指定的量。但它没有定义哪个矢量。更多：有一些无限的可能转换量可以实现这一点。

setFromCross方法允许您通过提供两个任意向量来指定旋转。然后将设置Quaternion，以便通过围绕轴垂直将其旋转到您提供的矢量，将第一个矢量转换为第二个矢量。

所以，在你的情况下：

setFromCross(tmp.set(up).crs(Vector3.Z).nor(), direction)

这将设置Quaternion，以便它将向上矢量和Z +向量的叉积旋转到您的方向向量，沿着垂直于这两个向量的轴。在某些情况下，这可能对你有用，但我怀疑这是你真正想要做的。所以，回答你的问题：那可能就是你的数学出错了。

虽然这超出了你的问题的范围，但让我们看看如何实现你想要达到的目标。

首先定义模型未旋转时的方向。例如。哪一侧向上，哪一侧是向前（方向），哪一侧是向右（或向左）。让我们假设在这种情况下，在你的模型中，你的模型是Y +（upRest = new Vector3(0, 1, 0);），它面向X +（directionRest = new Vector3(1, 0, 0)）并且它是正确的是Z +（rightRest = new Vector3(0, 0, 1);）。
现在定义您想要的旋转方向。除了我们可以使用交叉积（垂直）向量的权利之外，您已经拥有了这一点：upTarget = new Vector3(vs[2]).nor(); directionTarget = new Vector3(vs[1]).nor(); rightTarget = new Vector3().set(upTarget).crs(directionTraget).nor();请注意，您可能需要在交叉积中交换向上和方向目标向量（.set(directionTarget).crs(upTarget).nor(); ）
因为静止方向是轴对齐，我们可以通过矩阵的一个属性获取一个漂亮的小捷径。 Matrix4可以定义为：4个向量的向量。这四个矢量中的第一个指定旋转的X轴，第二个指定旋转的Y轴，第三个矢量指定旋转的Z矢量，第四个矢量指定位置。因此，使用这个单线程将模型设置为我们想要的方向和位置：

arr.transform.set(directionTarget, upTarget, rightTarget, vs[0]);

基于向量和点

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