约束 3D 旋转的正确/最佳方法是什么(使用欧拉角和/或四元数)?
看来我的做法有问题。我将旋转应用到骨骼层次结构中的骨骼以进行动画处理,骨骼有时会明显地“跳”到错误的方向,并且各个 Euler 组件环绕到其范围的另一端。
我使用欧拉角表示当前方向,转换为四元数进行旋转,并独立夹紧每个欧拉角轴。这是 C++ 伪代码,基本上显示了我在做什么:
Euler min = ...;
Euler max = ...;
Quat rotation = ...;
Euler eCurrent = ...;
// do rotation
Quat qCurrent = eCurrent.toQuat();
qCurrent = qCurrent * rotation;
eCurrent = qCurrent.toEuler();
// constrain
for (unsigned int i = 0; i < 3; i++)
eCurrent[i] = clamp(eCurrent[i], min[i], max[i]);
最佳答案
欧拉角的一个问题是有多种方法可以表示相同的旋转,因此您可以轻松地创建一系列平滑的旋转,但表示该旋转的角度可能会跳来跳去。如果角度跳入和跳出约束范围,那么您将看到您所描述的效果。
假设只涉及 X 旋转,并且您已将 X 旋转限制在 0 到 180 度之间。还想象一下,将四元数转换为欧拉角的函数给出了 -180 到 180 度的角度。
然后你有这个旋转序列:
True rotation After conversion After constraint
179 179 179
180 180 180
181 -179 0
你可以看到,即使旋转是平滑变化的,结果也会突然从一侧跳到另一侧,因为转换函数强制结果在一定范围内表示。
当您将四元数转换为欧拉角时,找到与先前结果最接近的角度。例如:
eCurrent = closestAngles(qCurrent.toEuler(),eCurrent);
eConstrained = clampAngles(eCurrent,min,max);
记住下一次的 eCurrent 值,并将 eConstrained 旋转应用于您的骨架。
关于c++ - 如何约束 3D 旋转 (Euler),我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题: https://stackoverflow.com/questions/10662445/