矩阵旋转多次答案

【问题标题】：matrix rotation multiple times矩阵旋转多次
【发布时间】：2014-12-16 04:00:53
【问题描述】：

我在理解矩阵时遇到了问题。如果我将矩阵围绕 X 轴旋转 90 度，它工作正常，但是，如果我将它围绕 Y 轴旋转 90 度，它实际上会在 Z 轴上旋转它。我猜每次旋转后轴都会移动。如何使用原始轴进行第二次（或更多次）旋转？这叫局部和全局旋转吗？

【问题讨论】：

标签： opengl matrix rotation

【解决方案1】：

在旋转之间添加“glLoadIdentity”。

【讨论】：

但是我不会合并这两个旋转。
如果您使用 glRotate 应该可以，但很高兴您找到了自己的解决方案。
glLoadIdentity 根本没有帮助。这会将矩阵清除为单位，然后下一次旋转将乘以该单位矩阵。实际上，这意味着唯一能做任何事情的转换将是最后一次执行的转换。
你说的都是对的。我又一次不知道自己在想什么。

【解决方案2】：

您不会“旋转”矩阵。您通过乘法应用旋转变换矩阵。是的，每次调用 OpenGL 矩阵操作函数时，结果都将用作下一次变换乘法的输入。

绕 X 轴旋转 90° 会将 Y 轴映射到 Z，将 Z 轴映射到 -Y，这就是您所观察到的。所以接下来发生的任何转变都是从这个开始的。

要么使用 glLoadIdentity 重新为每个对象构建整个转换以重置为标识，要么使用 glPushMatrix / glPopMatrix 创建“转换块”的层次结构。或者更好的是，完全放弃 OpenGL 内置矩阵堆栈，并将其替换为适当的矩阵数学库，如 GLM、Eigen 或类似库。

【讨论】：

我不使用 opengl 来做数学。我使用自己的图书馆。一旦我计算了我的矩阵，我就用 glUniformMatrix...() 加载它

【解决方案3】：

在实践中，克服这个问题的最佳方法是使用四元数，这有点数学。你是对的；如果你将它围绕 Y 旋转 90 度，而不是你想围绕 Z 旋转它，你将围绕 X 旋转。

这是一个将欧拉角转换为四元数的好来源：http://www.euclideanspace.com/maths/geometry/rotations/conversions/eulerToQuaternion/

下面是如何用四元数制作一个旋转矩阵： http://www.euclideanspace.com/maths/geometry/rotations/conversions/quaternionToMatrix/

填满矩阵后，可以调用glMultMatrix( qMatrix);进行乘法运算。

【讨论】：

我以前看过四元数，很复杂。但我想我会坚持使用矩阵。

【解决方案4】：

昨晚想了想找到了答案（我好像总是这样……）

我有一个名为 GLMatrix 的对象来保存矩阵：

  class GLMatrix {
    public float m[] = new float[16];
    ...includes many methods to deal with matrix...
  }

并且它有一个添加旋转的功能：

  public void addRotate2(float angle, float ax, float ay, float az) {
    GLMatrix tmp = new GLMatrix();
    tmp.setAA(angle, ax, ay, az);
    mult4x4(tmp);
  }

如您所见，我使用轴角 (AA)，它使用 setAA() 应用于临时矩阵，然后乘以当前矩阵。昨晚我想如果我将AA的输入向量旋转当前矩阵然后创建临时矩阵和倍数。

所以它看起来像这样：

  public void addRotate4(float angle, float ax, float ay, float az) {
    GLMatrix tmp = new GLMatrix();
    GLVector3 vec = new GLVector3();
    vec.v[0] = ax;
    vec.v[1] = ay;
    vec.v[2] = az;
    mult(vec);  //multiple vector by current matrix
    tmp.setAA(angle, vec.v[0], vec.v[1], vec.v[2]);
    mult4x4(tmp);
  }

它按预期工作！ addRotate4() 函数现在在原始轴上旋转。

【讨论】：