以度为单位的欧拉角旋转矩阵

时间:2019-05-02 14:14:28

标签: c# matrix

我具有此功能,可以将欧拉角转换为旋转矩阵,但是当我只有旋转矩阵时,我想将其反转并获得欧拉角。 原因是我希望能够使用变换矩阵设置对象变换,然后我想更新该对象的欧拉旋转变量(以度为单位)。 (我有一个根据变换矩阵计算旋转矩阵的函数)

public static Mat4 RotMat(Vec3 _rot)
{
    double rx = Math2.degToRad(_rot.x);
    double[,] trmx = new double[4, 4] { { 1, 0, 0, 0 }, { 0, Math.Cos(rx), Math.Sin(rx), 0 }, { 0, -Math.Sin(rx), Math.Cos(rx), 0 }, { 0, 0, 0, 1 } };
    Mat4 rmx = new Mat4(trmx);

    double ry = Math2.degToRad(_rot.y);
    double[,] trmy = new double[4, 4] { { Math.Cos(ry), 0, -Math.Sin(ry), 0 }, { 0, 1, 0, 0 }, { Math.Sin(ry), 0, Math.Cos(ry), 0 }, { 0, 0, 0, 1 } };
    Mat4 rmy = new Mat4(trmy);

    double rz = Math2.degToRad(_rot.z);
    double[,] trmz = new double[4, 4] { { Math.Cos(rz), Math.Sin(rz), 0, 0 }, { -Math.Sin(rz), Math.Cos(rz), 0, 0 }, { 0, 0, 1, 0 }, { 0, 0, 0, 1 } };
    Mat4 rmz = new Mat4(trmz);

    return (rmx * rmy * rmz);
}

这是基于我发现的一些代码的尝试,但并非总是能给我预期的结果,有时它会起作用(我知道存在欧拉角的万向节锁定问题,所以这可能是徒劳的尝试)。

public static Vec3 GetRot(Mat4 _tm)
{
    Mat4 rm = GetRotMat(_tm);

    double sy = Math.Sqrt(rm[0, 0] * rm[0, 0] + rm[1, 0] * rm[1, 0]);

    bool singular = sy < 1e-6; // If

    double x, y, z;
    if (!singular)
    {
        x = Math.Atan2(rm[2, 1], rm[2, 2]);
        y = Math.Atan2(-rm[2, 0], sy);
        z = Math.Atan2(rm[1, 0], rm[0, 0]);
    }
    else
    {
        x = Math.Atan2(-rm[1, 2], rm[1, 1]);
        y = Math.Atan2(-rm[2, 0], sy);
        z = 0;
    }   
    x = Math2.radToDeg(x);
    y = Math2.radToDeg(y);
    z = Math2.radToDeg(z);
    return new Vec3(x, y, z) * -1;               
}

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