尝试在 3D 空间中旋转 2D 形状时出现问题

Question

我正在开发批处理渲染器，但在为 2D 形状（如矩形或三角形）实现旋转功能时遇到了麻烦。我使用 Vertex*（下面的结构 Vertex 代码）来存储位置和颜色值，效果很好，直到我开始旋转。

struct Vertex
{
    glm::vec3 position;
    glm::vec4 color;
};

我尝试制作一个 mat4 并相应地使用相应的旋转功能，当我在着色器中设置模型视图投影时效果很好，但是将数据转换为顶点不起作用并且非常滞后。因此，我认为我使用了一些我在网上找到的数学，但我画的正方形有时会被拉伸到矩形并且位置是关闭的。我现在投入了很多时间并尝试了不同的东西，但没有任何效果。这就是为什么我希望有人可以在我的代码中找到一个明显的错误，或者将我引导到一个很好的来源，在那里我可以阅读有关该主题的内容（我发现的内容要么与我的目的无关，要么难以理解）。

这是我总结的代码，我尽量保持简短：

void rotateX(float angle) 
{
    yr = yr * cos(angle) - zr * sin(angle);
    zr = zr * cos(angle) + yr * sin(angle);
}

void rotateY(float angle)
{
    xr = xr * cos(angle) - zr * sin(angle);
    zr = zr * cos(angle) + xr * sin(angle);
}

void rotateZ(float angle)
{
    xr = xr * cos(angle) - yr * sin(angle);
    yr = yr * cos(angle) + xr * sin(angle);
}

std::array<Vertex, 4> createQuad(glm::vec3 pos, glm::vec3 rotation, glm::vec4 rgba)
{
    float xr = 1.0f;
    float yr = 1.0f;
    float zr = 1.0f;

    rotateX(rotation.x);
    rotateY(rotation.y);
    rotateZ(rotation.z);

    Vertex v0;
    v0.position = glm::vec3(pos.x,      pos.y + yr, pos.z);
    v0.color = rgba;

    Vertex v1;
    v1.position = glm::vec3(pos.x + xr, pos.y + yr, pos.z);
    v1.color = rgba;

    Vertex v2;
    v2.position = glm::vec3(pos.x + xr, pos.y, pos.z + zr);
    v2.color = rgba;

    Vertex v3;
    v3.position = glm::vec3(pos.x,      pos.y, pos.z + zr);
    v3.color = rgba;

    return { v0, v1, v2, v3 };
}

其他说明：

1. 当我删除 rotate() 和 '+ yr' 时，代码工作正常。 我不是 100% 确定“+ yr”，但我不知道如何绕 y 轴旋转。
2. 使用 '[][]' 访问 mat4 的元素并没有给我正确的值，而且由于某种原因它真的很滞后。这就是为什么我尽可能避免这种情况并使用原始数学。

我现在要睡觉了，太晚了，我头疼……希望我的问题不是太愚蠢或太愚蠢，在那种情况下，我很抱歉打扰你。提前感谢您的帮助！

Answer 1

首先，更改您的 rotate 函数以接受向量作为参数，而不是将旋转应用于全局变量（或其他任何变量）。

然后不是一个向量：

r = {1, 1, 1}

使用两个：

r = {1, 0, 0}
s = {0, 1, 0}

旋转它们（使用相同的角度参数），然后构造正方形。 （我不知道glm::vec3的语法，但这是简单的向量加法）：

Vertex v0 = pos;

Vertex v1 = pos + r;

Vertex v2 = pos + r + s;

Vertex v3 = pos + s;