手动将 3D 对象的局部上轴旋转到世界上轴？答案

【问题标题】：Manually rotate 3D-object's local UP-axis toward World's UP-axis?手动将 3D 对象的局部上轴旋转到世界上轴？
【发布时间】：2019-09-24 07:45:29
【问题描述】：

我的对象可以在世界上进行任何（未知）旋转。

我需要插入这个对象的局部上轴，朝向世界的上轴，而不触及对象的其他局部旋转（想象一个浮标在波浪撞击后自行恢复）。

但是，我只能同时将所有对象的轴“朝向所有世界的轴”插入，有效地将我的对象与世界对齐，就像一个训练有素的朝鲜阅兵式士兵一样。

我正在使用此代码来完成我的失败：

var TopQuat:Quat = Quat(0,0,0,1)
transform.basis = Basis(Quat(transform.basis).slerp(TopQuat,delta))

有任何提示可以将此插值隔离到我的对象的本地上轴吗？

【问题讨论】：

【解决方案1】：

四元数SLERP 将在两个方向四元数之间进行插值 - 即，当插值权重达到 1.0 时，对象的框架将与世界框架匹配。

您正在寻找的是一个四元数，它表示两个 UP 向量之间的轴角旋转。这可以使用两个向量的cross-product 来计算旋转轴，dot-product 来计算两个向量与formula to create a quaternion of an axis and an angle 之间的角度（余弦）。

根据您用于实现的框架，您可能已经在四元数类上实现了这样的方法。例如，OpenEXR 的Imath::Quaternion 类包含一个setRotation() method，实现了上述算法的稍微高级的版本。

【讨论】：