XNA 四元数.createFromAxisAngle

Question

我正在 XNA 中编写一个飞行模拟器程序（类似于 Star Fox 64），但我的旋转遇到了问题。我的想法是有一个速度向量和位置向量。我允许的控制使得欧拉角度会引起问题，所以我想使用四元数。

我还不太熟悉图形渲染，但我认为我可以使用 Quaternion.createFromAxisAngle(vector, roll) （滚动是围绕我的速度矢量的旋转），但它无法正常工作。基本上每当我尝试旋转俯仰或偏航时，什么也没有发生。当我滚动时，它起作用了，但并不像我预期的那样。这是 createFromAxisAngle 方法的正确使用吗？谢谢。

这是我的船的更新位置代码：

    public override void UpdatePositions()
    {
        float sinRoll = (float)Math.Sin(roll);
        float cosRoll = (float)Math.Cos(roll);
        float sinPitch = (float)Math.Sin(pitch);
        float cosPitch = (float)Math.Cos(pitch);
        float sinYaw = (float)Math.Sin(yaw);
        float cosYaw = (float)Math.Cos(yaw);

        m_Velocity.X = (sinRoll * sinPitch - sinRoll * sinYaw * cosPitch - sinYaw * cosPitch);
        m_Velocity.Y = sinPitch * cosRoll;
        m_Velocity.Z = (sinRoll * sinPitch + sinRoll * cosYaw * cosPitch + cosYaw * cosPitch);
        if (m_Velocity.X == 0 && m_Velocity.Y == 0 && m_Velocity.Z == 0)
            m_Velocity = new Vector3(0f,0f,1f);
        m_Rotation = new Vector3((float)pitch, (float)yaw, (float)roll);

        m_Velocity.Normalize();
        //m_QRotation = Quaternion.CreateFromYawPitchRoll((float)yaw,(float)pitch,(float)roll); This line works for the most part but doesn't allow you to pitch up correctly while banking.
        m_QRotation = Quaternion.CreateFromAxisAngle(m_Velocity,(float)roll);
        m_Velocity = Vector3.Multiply(m_Velocity, shipSpeed);

        m_Position += m_Velocity;
    }

Answer 1

您是否坚持将船舶的方向存储为偏航、俯仰和航向？滚动变量？如果没有，将方向存储在四元数或矩阵中将显着简化您的挑战。

在帧的末尾，您将发送effect.World一个表示世界空间方向和方向的矩阵。船舶的位置。该矩阵的前向属性恰好与您在此处计算的速度向量相同。为什么不从effect.World中保存该矩阵，然后下一帧只需围绕它自己的前向向量（用于滚动）旋转该矩阵，并根据它自己的（前向属性*shipSpeed）推进它的平移属性，然后将其发送回下一帧的效果。这将不允许您“知道”实际的偏航、俯仰和倾斜角。你的船的横滚角。但在大多数情况下，在 3D 编程中，如果您认为需要了解某物的角度，那么您的做法可能是错误的。

如果您愿意，这里有一个使用矩阵的片段，可以帮助您朝这个方向前进。

//class scope field
Matrix orientation = Matrix.Identity;


//in the update
Matrix changesThisFrame = Matrix.Identity;

//for yaw
changesThisFrame *= Matrix.CreatFromAxisAngle(orientation.Up, inputtedYawAmount);//consider tempering the inputted amounts by time since last update.

//for pitch
changesThisFrame *= Matrix.CreateFromAxisAngle(orientation.Right, inputtedPitchAmount);

//for roll
changesThisFrame *= Matrix.CreateFromAxisAngle(orientation.Forward, inputtedRollAmount);

orientation *= changesThisFrame;

orientation.Translation += orientation.Forward * shipSpeed;


//then, somewhere in the ship's draw call

effect.World = orientation;

Answer 2

想要使用 XNA 并以 3D 方式旋转物体？然后阅读以下内容： http://stevehazen.wordpress.com/2010/02/15/matrix-basics-how-to-step-away-from-storing-an-orientation-as-3-angles/

强烈推荐。