在 Qt 中使用四元数类进行旋转答案

【问题标题】：Rotation using quaternion class in Qt在 Qt 中使用四元数类进行旋转
【发布时间】：2022-10-17 19:01:28
【问题描述】：

所以我一直在尝试仅使用 Qt 四元数类提供的函数来旋转我的对象：

在绘制对象之前，我输入了以下代码行：

quaternion.setScalar(w);
   quaternion.setX(x);
   quaternion.setY(y);
   quaternion.setZ(z);
   QMatrix3x3 rot;
   quaternion=quaternion.normalized();
   
   rot=quaternion.toRotationMatrix();

然后我就卡住了。我在文档中搜索，发现了这个功能：QMatrix3x3 QQuaternion::toRotationMatrix() const

它创建一个对应于四元数的旋转矩阵。获得该矩阵后，我该怎么做才能执行旋转。起初我用四元数旋转了我的对象，但没有使用 Qt 函数。我使用 glMultMatrixf 将旋转矩阵与当前矩阵（模型视图矩阵）相乘。请，如果有人可以提供帮助，我将不胜感激。

【问题讨论】：

您使用的是 QtWidgets 还是 QtQuick (QML)？
可以 f.ex.由Qt3D module 使用
@m7913d 我正在使用 Qt 小部件
问题是我现在不能使用 glMultMatrixf 因为旋转矩阵是 3*3 并且 glMultMatrix 将旋转矩阵与当前的旋转矩阵相乘，模型视图矩阵是 4*4
您可以使用Qt3DCore::QTransform 将3*3 的旋转矩阵转换为4*4 的转换矩阵，也可以自己动手。如果你知道/理解这些矩阵背后的数学，这应该很简单。但是，请注意，我不熟悉glMultMatrix（或一般的 gl）。

标签： c++ qt matrix rotation quaternions

【解决方案1】：

不要使用已弃用的 glMultMatrix 函数。使用着色器 OpenGL 和QMatrix4x4::rotate：

class Object3D
{
public:
    QVector3D position = QVector3D(0.f, 0.f, 0.f);
    QQuaternion rotation = QQuaternion(1.f, 0.f, 0.f, 0.f);
    QVector3D scale = QVector3D(1.f, 1.f, 1.f);
    /* ... */

void Object3D::draw(const QMatrix4x4 &projViewMatrix)
{
    bind();

    m_modelMatrix.setToIdentity();
    m_modelMatrix.translate(position);
    m_modelMatrix.rotate(rotation);
    m_modelMatrix.scale(scale);
    m_mvpMatrix = projViewMatrix * m_modelMatrix;
    m_pProgram->bind();
    m_pProgram->setUniformValue(m_uMvpMatrixLocation, m_mvpMatrix);
    /* ... */
}

void Object3D::bind()
{
    m_pProgram->bind();

    m_vertBuffers.vertPosBuffer.bind();
    m_pProgram->setAttributeBuffer(m_aPositionLocation, GL_FLOAT, 0, 3);
    m_pProgram->enableAttributeArray(m_aPositionLocation);
    /* ... */
}

【讨论】：