仅存储 OGL 模型视图 (4x4) 矩阵的旋转部分的最用户友好的方式是什么？
例如；在关卡编辑器中设置对象的旋转，很容易使用 XYZ 欧拉角。然而，这似乎是一个与矩阵一起使用的非常棘手的系统。
我需要能够从这个新表示中获取并设置旋转。
（另一种方法是存储旋转部分（4*3 个数字），但用户很难操作这些）
我在这里找到了一些代码http://www.google.com/codesearch/p?hl=en#HQY9Wd_snmY/mesh/matrix3.h&q=matrix3&sa=N&cd=1&ct=rc，它允许我设置和获取角度旋转（3 个浮点数）。这是理想的。
【问题讨论】：
标签： c opengl 3d matrix rotation
尽管经常使用它们，但我忽略了欧拉角的使用。它们是有问题的，因为它们只保留对象的指向方向，而不是该方向的双切线。更重要的是：他们很容易出现 gibal lock http://en.wikipedia.org/wiki/Gimbal_lock
四元数是存储旋转的一种更好的方法。通俗地说，四元数由旋转轴和围绕该轴的旋转角度组成。因此，它是 4 个标量 a、b、c、d 的元组。那么四元数就是 Q = a + i*b + j*c + k*d, |Q| = 1，具有 i,j,k 的特殊性质，即 i² = j² = k² = i·j·k = -1 且 i·j = k，j·k = i，k·i = j，这意味着 j ·i = -k, k·j = -i, i·k = -j
因此，四元数是复数的扩展。如果你回想复数论，你会记得两个复数 a =/= b 与 |a| 的乘积。 = |b| = 1 是复平面中的旋转。因此很容易假设 3D 中的旋转可以通过将复数扩展到复超平面来描述。这就是四元数。
详情请看这篇文章。 http://en.wikipedia.org/wiki/Quaternions_and_spatial_rotation
【讨论】：
在标准 3D 矩阵中，您只需要左上角的 3x3 值即可进行旋转。稍后要将矩阵应用为 4x4，您需要将其他值设为 0，而不是对角线。
这是一个仅旋转矩阵，其中的值 vXY 给出了旋转。
[v00 v01 v02 0]
[v10 v11 v12 0]
[v20 v21 v22 0]
[ 0 0 0 1]
有趣的是，这些值构成了您将对象旋转到的坐标系的基础，因此在新系统中，x 轴沿 [v00 v01 v02]，y 轴沿 [v10 v11 v12]和 z 轴显然 [v20 v21 v22]。
你可以在对象旁边显示这些轴，让另一个拖动它们来改变旋转，也许。
【讨论】：
我会说这取决于用户，但对我来说最“用户友好”的方式是存储“roll”、“pitch”和“yaw”。这些是普通用户可以理解和调整的非常非技术性的术语，您应该很容易获取这些值并计算矩阵。
【讨论】：
IMO，对旋转最“用户友好的格式”是存储欧拉 XYZ 角，这通常是任何 3D 内容创建软件中显示旋转的方式。
欧拉角很容易转换为矩阵，有关矩阵乘积，请参阅here。
但是你不应该混淆提供给 GUI/用户的格式和数据的存储格式：欧拉 XYZ 角度在做动画时有自己的问题，gimbal lock 会引入不需要的行为.
存储/计算旋转的另一个候选者是quaternions。它们比 XYZ 角度具有数学优势，主要是在两次旋转之间进行插值时。当然，您不想将四元数值直接暴露给任何人类用户，您需要将它们转换为 XYZ 角度。你会在网上找到大量的代码。
我不建议直接以矩阵格式存储旋转。从中提取用户友好的值很困难，它不提供任何有趣的动画/插值行为，它需要存储。 IMO，需要在需要转换几何时创建矩阵。
总之，有几个选项，您应该选择最适合您的选项。你是否打算制作动画？等等
编辑 此外，您不应该将模型和视图矩阵合并。它们在语义上非常不同，并且仅出于性能原因在 OpenGL 中组合。我在上面的“模型矩阵”中想到了什么。视图矩阵通常由您的视图系统/相机管理器给出，并与您的模型矩阵相结合。
【讨论】：
虽然数学“晦涩难懂”，但四元数却出人意料地用户友好，因为它表示围绕轴旋转给定角度。
旋转轴只是一个指向该方向的单位向量，乘以旋转角度的 1/2 的正弦，“模糊”的第 4 个分量等于旋转角度 1/2 的余弦。
第一眼感觉有点“不自然”，但一旦掌握了……还能再简单点吗？
【讨论】：