四元数旋转矩阵,使用特征库的值不正确

我正在尝试使用有关Y轴的四元数将对象旋转45度。 指定四元数后,我试图获得旋转矩阵。 但我看到的价值是不正确的

Eigen::Quaterniond q;
q.x() = 0;
q.y() = 1;
q.z() = 0;
q.w() = PI/8;    // Half of the rotation angle must be specified, even IDK why

Eigen::Matrix3d R = q.normalized().toRotationMatrix();
std::cout << "R=" << std::endl << R << std::endl;

输出:

R=
-0.732    -0   -0.680
     0     1       -0
 0.680     0   -0.732


由于沿着Y轴的OpenGL旋转矩阵应该是:

因此我的预期产出应该是:

R=
 0.707     0    0.707
     0     1        0
-0.707     0    0.707

不仅价值观上的错误信号造成了一些意想不到的旋转,而且数值小得多。 由于负面的迹象,我的立方正在做一个180度转弯加上指定的角度。 我一整天都在为这件事烦恼。 有人能告诉我我做错了什么吗?


你初始化你的四元数的方式是不正确的。 如果你直接初始化四元数的坐标,你应该考虑这个定义:

另外,Eigen中的Quaternion类提供了一个来自轴角表示的构造函数。

此代码:

#include <Eigen/Geometry>
#include <iostream>

void outputAsMatrix(const Eigen::Quaterniond& q)
{
    std::cout << "R=" << std::endl << q.normalized().toRotationMatrix() << std::endl;
}

void main()
{
    auto angle = M_PI / 4;
    auto sinA = std::sin(angle / 2);
    auto cosA = std::cos(angle / 2);

    Eigen::Quaterniond q;
    q.x() = 0 * sinA;
    q.y() = 1 * sinA;
    q.z() = 0 * sinA;
    q.w() = cosA;    

    outputAsMatrix(q);
    outputAsMatrix(Eigen::Quaterniond{Eigen::AngleAxisd{angle, Eigen::Vector3d{0, 1, 0}}});
}

输出您的期望:

R=
 0.707107         0  0.707107
        0         1         0
-0.707107         0  0.707107
R=
 0.707107         0  0.707107
        0         1         0
-0.707107         0  0.707107
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