c++ - 使用四元数围绕轴旋转 vector

标签 c++ vector rotation quaternions

我正在尝试学习 3d 编程,现在我正在尝试了解如何使用四元数围绕轴旋转 vector 。

据我所知,要围绕轴 a 旋转 vector v,在将两个 vector 转换为四元数后,我们将 v 乘以 a,然后乘以 a 的共轭。

我想将 v(0,1,0) 围绕 a(1,0,0) 旋转 90 度,我应该得到一个结果 vector v(0,0,1)(或 0,0,- 1,取决于旋转方向)。

我没有得到我期望的输出。 这是代码:

    int main()
    {
        //I want to rotate this vector about the x axis by PI/2 radians:
        Quaternion v(0, 1, 0, 0);
        v.normalize();


        float angle = PI / 2.0f;
        float cos = math::cos(angle / 2.0f);
        float sin = math::sin(angle / 2.0f);

        Quaternion q(1.0f*sin, 0.0f*sin, 0.0f*sin, cos);

        std::cout << "q not normalized = " <<"\t"<< q.x << " " << q.y << " "      << q.z << " " << q.w << std::endl;

        q.normalize();

        std::cout << "q normalized = " <<"\t\t"<< q.x << " " << q.y << " " << q.z << " " << q.w << std::endl;
        std::cout << std::endl;

        Quaternion r;


       //I multiply the vector v by the quaternion v, then I multiply by the    conjugate.
        r = q * v;
        //do I need to normalize here?
        r = r * q.conjugate();
        //and here?


        //shouldn't the resulting vector be 0,0,1? 

        std::cout << "r not normalized = " << "\t" << r.x << " " << r.y << " " << r.z << " " << r.w << std::endl;
        r.normalize();

        std::cout << "r normalized = " << "\t\t" << r.x << " " << r.y << " " << r.z << " " << r.w << std::endl;
        std::cout << std::endl;

        system("pause");
        return 0;
    }

这是输出:

q 未归一化,与 q 归一化相同: x = 0.707107, y = 0, z = 0, w = 0.707107

r 未归一化: x = 0.707107,y = 0,z = 1,w = -2.12132 标准化: x = 0.288675, y = 0, z = 0.408248, w = -0.866025

我做错了什么? 我什至从这个过程中了解了什么?

最佳答案

基本上要沿 x 轴 (1,0,0) 旋转一个 vector 90 度,使用下面的方法,这对欧拉和四元数都有效

| 1    0           0 |   | 0 |     | 0 |
| 0   cos90   -sin90 | * | 1 |  =  | 0 |
| 0   sin90    cos90 |   | 0 |     | 1 |

了解旋转矩阵 http://en.wikipedia.org/wiki/Rotation_matrix

关于c++ - 使用四元数围绕轴旋转 vector ,我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题: https://stackoverflow.com/questions/29779300/

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