android - 在 OpenGL ES2 模型旋转的旋转矩阵中切换设备轴

Question

我正在尝试旋转位于我的 OpenGL 世界的 (X,Y,Z)=(0,0,0) 处的模型(地形)。 +X 是东，-Z 是北，+Y 是海拔。 View 正在寻找 -Y，因为设备欧拉角是 (0°,0°,0°)，而设备位于指向北方的 table 上。

问题:

我需要切换设备的轴以将测量的角度 device -y 更改为 device z。

当前围绕设备 x 轴 旋转有效(导致围绕 World X 轴 旋转)。

但围绕 device y 的旋转会导致围绕 World Y 而不是 World -Z 的旋转以及围绕 device z< 的旋转 围绕 World Z 而不是 World Y 旋转。

到现在为止，我已经没有办法解决这个问题了。请问有人可以给我提示吗？

    (OpenGL)                         (Device)

   ^ +Y-axis                       ^ +z-axis                                  
   *                               *                                 
   *                               *                                 
   *                               *    ^ +y-axis (North)               
   *                               *   *                               
   *                               *  *                                
   *                               * *                                 
   ************> + X-axis          ************> +x-axis                      
  *                                                                   
 *                                                                    
v +Z-axis (Minus North)    

到目前为止我尝试了什么:

• 使用 SensorManager.getOrientation 中的欧拉角 并切换角度效果很好，但我在俯仰角接近 90 度时进入万向节锁定状态。所以我正在寻找另一种解决方案(SensorManager 旋转矩阵或四元数)。
• SensorManager.remapCoordinateSystem 在几乎所有可能的星座中 -> 没有帮助
• 从 SensorManager.getRotationMatrix 更改我的旋转矩阵的列/行 -> 没有帮助

Answer 1

好吧，我找到了一个使用四元数的非常简单的解决方案。 轴在最后被切换。

另见:

• 基于 this解决方案
• SensorEvent.values (--> Sensor.TYPE_ROTATION_VECTOR)
• SensorManager.getQuaternionFromVector

现在我仍然想知道如何启用 90 度以上的俯仰角(在纵向模式下)。有什么想法吗？

Activity :

private SensorManager sensorManager;
private Sensor rotationSensor;

public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
  ...
  rotationSensor = sensorManager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_ROTATION_VECTOR);
  ...
}

// Register/unregister SensorManager Listener at onResume()/onPause() !

public void onSensorChanged(SensorEvent event) {

  if (event.sensor.getType() == Sensor.TYPE_ROTATION_VECTOR) {
    // Set rotation vector
    MyRenderer.setOrientationVector(event.values);
  }

}

我的渲染器:

float[] orientationVector = new float[3];

public void setOrientationVector (float[] vector) {

  // Rotation vector to quaternion
  float[] quat = new float[4];
  SensorManager.getQuaternionFromVector(quat, vector);
  // Switch quaternion from [w,x,y,z] to [x,y,z,w]
  float[] switchedQuat = new float[] {quat[1], quat[2], quat[3], quat[0]};

  // Quaternion to rotation matrix
  float[] rotationMatrix = new float[16];
  SensorManager.getRotationMatrixFromVector(rotationMatrix, switchedQuat);

  // Rotation matrix to orientation vector
  SensorManager.getOrientation(rotationMatrix, orientationVector);

}

public void onDrawFrame(GL10 unused) {
  ...
  // Rotate model matrix (note the axes beeing switched!)
  Matrix.rotateM(modelMatrix, 0,
    (float) (orientationVector[1] * 180/Math.PI), 1, 0, 0);

  Matrix.rotateM(modelMatrix, 0,
    (float) (orientationVector[0] * 180/Math.PI), 0, 1, 0);

  Matrix.rotateM(modelMatrix, 0,
    (float) (orientationVector[2] * 180/Math.PI), 0, 0, 1);
  ...
}