尤拉角演示程式

2021-06-19 15:49:50 字數 1381 閱讀 6894

2009-09-23 19:07

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舉報用尤拉角可以很方便直觀的表示方位的變換,他的三個引數(head,pitch,roll),分別表示三個方向的變換,如head變就相當於搖頭,pitch就相當於點頭。roll相對與側頭

尤拉角優點:

1.容易使用,很直觀,容易理解

2.表示占用很少空間,只需要3個float,而matrix表示需要9個float

3.任何有效數字都是有效的(都能表示乙個有效的方向偏移),不像matrix 需要滿足一些條件

尤拉角缺點:

1.對乙個給定的方位,可以有多種不同的尤拉角表示方法。(詳見 3d math prime for graphic and game programing 156頁)

這會給程式設計帶來很大的不方便,最簡單的例如給某乙個方向上的偏移加上360度,還有乙個更麻煩的例如 pitching down 135° is the same as heading 180°,

pitching down 45°, and then banking 180°.

2. gimbal lock:我們把第二個引數(pitch)設為+- 90度的時候,將會導致第乙個和第三個引數在同乙個方向上偏移。

3.在兩個尤拉角之間插值很麻煩 (詳見3dmath.... 157頁)。

//對尤拉角,附件中提供了乙個很形象的描述,見"尤拉角1.jpg",「尤拉角1.bmp」中描述了如何根據尤拉角構造相應的矩陣

尤拉角的旋轉都是基於local space的,在自己推導公式的時候有一點需要注意的是,尤拉角表示的旋轉是針對「space」的,而對space的變換跟對point的變化恰好是乙個逆過程,由於我們需要的

是乙個對point的變換矩陣,所以可以在用公式推導時把角度取反,例如pitch (繞x軸旋轉)30度,就可以按照-30度來推導公式。

我的部落格中有乙個尤拉角的演示程式,以及irrlicht中尤拉角推導公式的演示

1. 通過實驗可以發現d3dxmatrixrotationyawpitchroll 是按照rotz * rotx * roty順序來實現的,這個跟d3d文件中描述的

roll pitch yaw 的處理順序正好相反,可以設定任意角度,然後在,之間切換,會發現結果總是一樣的。

2. irrlicht中的處理方式跟d3d不一樣,它不是乙個rollpitchyaw的尤拉角,而是簡單按照xyz的順序處理,分析公式或者比較

g_iwaytorotate =4的處理都可以發現,它的處理結果等於rotx * roty * rotz,可以設定任意角度,然後在,之間切換,

會發現結果總是一樣的。

irrlicht中對尤拉角的使用可以參考inline cmatrix4& cmatrix4::setrotationradians( const vector3d& rotation )函式

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