Godot如何修复旋转精度错误

Question

我有一个骨架，我的程序每帧都会旋转它。使用起始方向向量（骨骼位置到其尖端的起始位置）和结束方向向量（骨骼位置到其尖端的结束位置）来计算旋转角度和轴。每帧骨骼的骨骼从起始向量完全旋转到结束向量。对于前 70 帧，一切都很好并且旋转正确。然而，在那之后，旋转中出现了明显的错误。每帧误差都会变得越来越大，直到旋转完全错误。我认为发生这种情况是因为精度误差导致该误差累积。

在 Godot 文档中它说：

如果变换每帧都旋转，它最终会随着时间的推移开始变形。这是不可避免的。

有两种不同的方法来处理这个问题。第一个是在一段时间后对变换进行正交归一化（如果每帧都修改它，则可能每帧一次）：

为了解决这个问题，我尝试了这个：

transform.orthonormalized()

这似乎没有改变任何东西，错误仍然存​​在。

我正在考虑使用 .look_at() 方法而不是按轴和角度旋转，但我不确定是否存在精度误差。另外，我不确定如何在骨架的骨头上调用该方法。

解决这个问题的最佳方法是什么？

Answer 1

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新答案

因此，您正在处理物理……

让我们重建转换。我们可以从所拥有的转换中提取所需的零件：

var start_location := transform.origin
var start_rotation := transform.basis.get_rotation_quat()
var start_scale := transform.basis.get_scale()

您要施加旋转，并保留其他零件。所以
我认为那是：

var new_location := transform.origin
var new_rotation := transform.basis.get_rotation_quat() * rotation
var new_scale := transform.basis.get_scale()

，或者您需要放置旋转 * transform.basis.get_rotation_quat（）而不是。

，我们从中构建了一个转换，我相信这就像这：

var new_transform := Transform(
    Basis(
        transform.basis.get_rotation_quat() * rotation
    ).scaled(transform.basis.get_scale()),
    transform.origin
)

而且，如果没有摆脱累积错误，则应该：

var new_transform := Transform(
    Basis(
        (transform.basis.get_rotation_quat() * rotation).normalized()
    ).scaled(transform.basis.get_scale()),
    transform.origin
)

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旧答案

此答案假设您正在制作程序化动画。

创建启动和结束旋转（Quataternions或Axis Angle），并且每个帧都使用从终点插值旋转创建一个新的变换。也就是说，您希望从运动开始的旋转，而不是从先前框架旋转的变换。

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对于插值，您可能需要使用将经过时间比总时间的比率作为权重。因此，我的意思是您将在动画开始的总时间开始，因此您将分开时间。

因此，让我们说，动画从start_time开始，必须将total_time完成才能完成。在即时current_time的情况下，您有：

elapsed_time = current_time - start_time

重量为elapsed_time/total_time，这是：

(current_time - start_time)/total_time

我不知道您如何处理时间。但是，请注意，如果您使用的是os.get_ticks_msec（），例如，它可以使您作为整数，那么当您希望在之间浮动时，您将拥有一个整数划分。 0.0和1.0用于插值。因此，您需要在分裂之前施放浮动。

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同样，如果要将旋转应用于原始变换，请不要在每个帧中应用增量旋转。相反，每个帧将原始变换与从运动开始到当前帧的旋转结合在一起。

由于旋转不会基于先前的帧，因此错误不会累积。

Answer 2

结合上面的Theraot的答案，我还发现，在计算旋转轴和角度之前重置转换有助于消除精确错误。

像：

skeleton.set_bone_pose(bone, Transform.IDENTITY)