Question

我刚刚开始使用Quaternions，但是我在使用Quaternions使一个简单的FPS相机正常工作时遇到了一些令人讨厌的困难。

基本上，每当我尝试移动鼠标时，我在屏幕上绘制的三角形变得疯狂，并且在屏幕上移动的速度比我看到的要快。移动键（wsad）按预期工作，UNTIL我移动鼠标，然后它全部搞砸了。我认为问题在于轮换，但过去几天我一直在倾倒这个问题但无济于事。

以下是有关正在发生的事情的视频：Quaternion Test Video

要查看鼠标输入，请从头开始观看。
要查看键盘输入（前进，后退等），请跳至0:51秒。

仅供参考，以下是我正在使用的3个主要类：
Quaternion.h
CameraSceneNode.h
CameraSceneNode.cpp

最相关的部分是tick()（我更新旋转四元数）和render()（我渲染'相机'，其中包括旋转和翻译场景）。

以下是tick()方法：

void CameraSceneNode::tick(float32 time) {
    // movement direction
    if (movement_[MOVE_DIR_FORWARD] == 1)
        pos_ += rotation_ * vmath::Vector3f(0, 0, -moveSpeed_ * time);

    if (movement_[MOVE_DIR_BACKWARD] == 1)
        pos_ += rotation_ * vmath::Vector3f(0, 0, moveSpeed_ * time);

    if (movement_[MOVE_DIR_LEFT] == 1)
        pos_ += rotation_ * vmath::Vector3f(-moveSpeed_ * time, 0, 0);

    if (movement_[MOVE_DIR_RIGHT] == 1)
        pos_ += rotation_ * vmath::Vector3f(moveSpeed_ * time, 0, 0);

    // rotation
    if (xRot_ != 0) {
        Quaternion quatRotation = Quaternion();
        quatRotation.buildFromAxisAngle(1, 0, 0, (xRot_ * time * rotSpeed_) *         math::DEGTORAD);
        //quatRotation.normalize();
        rotation_ = rotation_ * quatRotation;
        xRot_ = 0;
        rotation_.normalize();
    }
    if (yRot_ != 0) {
        Quaternion quatRotation = Quaternion();
        quatRotation.buildFromAxisAngle(0, 1, 0, (yRot_ * time * rotSpeed_) *         math::DEGTORAD);
        //quatRotation.normalize();
        rotation_ = quatRotation * rotation_;
        yRot_ = 0;
        rotation_.normalize();
    }
}

这是render()方法：

void CameraSceneNode::render() {
    if (isActive()) {
        float32 matrix[16];
        rotation_.fillMatrix(matrix);

        glMultMatrixf(&matrix[0]);

        //glRotatef(rotYTest, 0, 1, 0);
        //glRotatef(rotXTest, 1, 0, 0);

        glTranslatef(-pos_.x, -pos_.y, -pos_.z);
    }
}

此外，在我在相机上调用render()之前，我运行了这段代码：

glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
glLoadIdentity();

我的主游戏循环中的每一帧都会调用tick(..)和render()。 CameraSceneNode类中有一些功能可以接受移动方向和相机旋转的变化（即更改movement_缓冲区或xRot_和yRot_）。

如果这还不够，我很抱歉。一些函数（如fillMatrix(..)）在我上面引用的3 .h / .cpp文件中定义。我已经多次检查了Quaternion类，它看起来对我来说是正确的。但话说回来，我使用的所有代码对我来说都是正确的，所以谁知道：S

我完全凭借这一点完成了我的智慧。如果有人能说清楚为什么这不起作用，我会非常感激!!

干杯

Jarrett的

Answer 1

从它的外观来看，你逐渐累积每个刻度的旋转（rotation_ = quatRotation * rotation_;），这首先是有意义的，因为你所做的只是略微调整旋转，所以它应该是安全的对已经存在的东西进行另一个或两个轮换，对吗？

然而，每次你旋转（通过你正在做的事情），你实际上每次都会略微改变旋转轴，这就是你看到这种不稳定行为的原因。

我建议跟踪整个X / Y旋转，在鼠标移动时递增或递减，然后每次直接计算旋转而不是累积旋转。因此，如果您在X中旋转了1度15次，那么您当前的代码基本上是“在X中旋转1度，在X中添加旋转1度等”。我建议的是跟踪单个旋转因子X，并且当它改变时直接设置旋转“旋转13度，旋转14度，旋转15度等”。

从你的视频来看，旋转看起来也太大了，所以你可能希望将最终轮换比例调整为10或50（或其他）。

我可能会离开，但我在3D编码冒险中遇到过类似的事情，这是我最好的建议。如果这不是问题，因为您正在处理相机旋转，您可能需要使用矩阵反转。更糟糕的是，看看模型视图矩阵是否有某些旋转，看它是否符合你的期望（痛苦，但也是一个有价值的调试练习）。

四元数旋转不起作用

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