如何计算旋转轴和角度？

Question

我正在尝试旋转 3D 模型，使其朝向正确的方向。我想要的旋转是相当微不足道的，可以分为两个步骤：

1. 将模型在其 x 轴上旋转 90 度。
2. 将模型在其 z 轴上旋转 180 度（相对于第一次旋转）。

在我使用的框架 (openFrameworks) 中设置模型旋转的方法是调用它的 setRotation 方法。此方法采用一个角度，以及指定旋转轴的浮点 x、y 和 z。如何计算此特定旋转的旋转轴和角度？我不能按顺序旋转模型两次，因为任何对 setRotation 的调用都会覆盖之前的旋转。

如果我可以提供更多信息或说明，请告诉我。

编辑：如果有人有同样的问题，这个帖子helped me a lot。

Answer 1

奇怪的是你不能应用一个以上的变换......也许你只是使用了错误的功能，但无论如何：

如果您可以直接访问变换矩阵（或通过 get、set）

1. 如果您不了解变换矩阵，请在 Google 上搜索
   • 我怀疑您使用的是 4x4 齐次笛卡尔变换矩阵
   • transform matrix anatomy
2. 生成第一个旋转矩阵并存储到M1
   • 可以为此使用 setRotation
3. 生成第二个旋转矩阵并存储到M2
4. 将它们相乘M=M1*M2
5. 使用这个M 而不是setRotation

如果你不能直接访问变换矩阵，只能使用 setRotation

• 在这种情况下，您必须使用四元数，它是您调用 setRotation 的 4D 向量
• google 四元数数学并找到 2 个旋转的应用
• 我不使用它们，所以我无能为力，但那里也有方程式
• 将 3x3 旋转矩阵转换为四元数并返回
• 所以你仍然可以使用上面的算法
• 获取M
• 从中提取旋转矩阵（它只是您省略最后一行和最后一列的子矩阵）
• 从中计算四元数
• 并使用结果调用 setRotation