c++ - OpenGL、GLM 四元数旋转

Question

我正在更新一个旧的 OpenGL 项目，并将所有(已弃用的)glMatrix() 函数切换为矩阵和四元数，但我在旋转工作时遇到了问题。

我的画是这样的:

//these two are supposedly working
mat4 mProjection = perspective(FOV, aspectRatio, near, far);
mat4 mView = lookAt(cameraPosition, cameraCenter, headsUp);

mat4 mModel = mat4(1.0f);
mat4 mMVP = mProjection * mView * mModel;

我现在要做的是围绕特定点(如对象的中心)对对象应用旋转。 我试过:

mat4 mModelRotation = rotate(mModel, object->RotationY(), vec3(0.0, 1.0, 0.0)); //RotationY being an angle in degrees
mat4 mMVP = mProjection * mView * mModel * mModelRotation;

但这会导致对象围绕其边缘之一而不是中心旋转。

例如，我想知道如何应用四元数围绕我作为参数传递的任何点旋转对象。

我对矩阵没有经验，因为我之前可以使用 glMatrix() 函数而避免使用它们，所以我不太了解空间位置与它们之间的关系，并且尝试将它们更新为四元数看起来更加复杂。

我读过四元数的逻辑以及如何从技术上使用它们，但我不明白它们的值从何而来。

例如:

//axis is a unit vector
local_rotation.w  = cosf( fAngle/2)
local_rotation.x = axis.x * sinf( fAngle/2 )
local_rotation.y = axis.y * sinf( fAngle/2 )
local_rotation.z = axis.z * sinf( fAngle/2 )
total = local_rotation * total

我读了这个，但我不知道这些值是什么。轴是一个单位 vector ......什么？ fAngle 我假设它是我想要旋转的角度，但由于四元数使用任意轴，我如何获取每个 XYZ 轴的值，以及如何在四元数中指定它？

因此，我正在寻找四元数的任何实际示例/教程，以便我了解发生了什么。

当我想要旋转一个对象时，我唯一拥有的信息是我想要旋转的轴(x、y 或 z，不是全部，而是它们在最终结果中的组合)，以及以度为单位的值. 我不太擅长数学，因此非常感谢任何不使用快捷方式的教程。

Answer 1

好的，假设您有一个模型 ML(模型的一组点)和一个点 P 来旋转该 ML .

所有的旋转都是引用原点，所以你需要移动点集ML以点P为原点，使所有的旋转点，然后将其移回。

如何做到这一点？很简单，对于每个点 ML(k)(集合中的一个点)，您可以:

ML(k)-P --> with this you move the points, using the P point as origin

然后旋转:

ROT * (ML(k)-P)

最后，你把它移回去:

ROT(ML(k)-P) + P

作为四元数，您将矩阵 mult 替换为 q 和 -q

q * (ML(k)-p) * -q + p

这应该有效。