相机与四元数的轨道点

所以我现在使用四元数来存储和修改OpenGL场景中对象的方向,以及相机的方向。 直接旋转这些物体时(比如说我想旋转Z轴上的摄像机Z量,或者我想旋转一个围绕X轴的物体X,然后沿着它的局部Z轴平移它),我有没有问题,所以我只能假设我的基本轮换代码是正确的。

不过,我现在正试图实现一个功能,使我的相机轨道成为太空中的任意一点,并且相当困难。 这是我到目前为止所提出的,它不起作用(这发生在Camera类中)。

    //Get the inverse of the orientation, which should represent the orientation 
    //"from" the focal point to the camera
    Quaternion InverseOrient = m_Orientation;
    InverseOrient.Invert();

    ///Rotation
    //Create change quaternions for each axis
    Quaternion xOffset = Quaternion();
    xOffset.FromAxisAngle(xChange * m_TurnSpeed, 1.0, 0.0, 0.0);

    Quaternion yOffset = Quaternion();
    yOffset.FromAxisAngle(yChange * m_TurnSpeed, 0.0, 1.0, 0.0);

    Quaternion zOffset = Quaternion();
    zOffset.FromAxisAngle(zChange * m_TurnSpeed, 0.0, 0.0, 1.0);

    //Multiply the change quats into the inversed orientation quat
    InverseOrient = yOffset * zOffset * xOffset * InverseOrient;

    //Translate according to the focal distance
    //Start with a vector relative to the position being looked at
    sf::Vector3<float> RelativePos(0, 0, -m_FocalDistance);
    //Rotate according to the quaternion
    RelativePos = InverseOrient.MultVect(RelativePos);

    //Add that relative position to the focal point
    m_Position.x = m_FocalPoint->x + RelativePos.x;
    m_Position.y = m_FocalPoint->y + RelativePos.y;
    m_Position.z = m_FocalPoint->z + RelativePos.z;

    //Now set the orientation to the inverse of the quaternion 
    //used to position the camera
    m_Orientation = InverseOrient;
    m_Orientation.Invert();

最后发生的事情是相机围绕其他点旋转 - 当然不是物体,但显然它本身也不是,就好像它正在螺旋路径中穿过空间一样。

所以这显然不是围绕某一点绕轨道运行摄像机的方式,但是什么?


我将首先在球面坐标上对相机进行操作,并根据需要转换为四元数。

鉴于以下假设:

  • 相机没有卷筒
  • 你看的点是[x,y,z]
  • 你有偏航,俯仰角度
  • [0,1,0]是“上”
  • 以下是如何计算一些重要的值:

  • 视图矢量:v = [vx,vy,vz] = [cos(yaw)* cos(pitch),sin(pitch),-sin(yaw)* cos(pitch)]
  • 相机位置:p = [x,y,z] - r * v
  • 右矢量:与[0,1,0]交叉产品v
  • 向上矢量:用右矢量交叉产品v
  • 你的视图四元数是[0,vx,vy,vz](这是具有0个w分量的视图向量)
  • 现在在你的模拟中,你可以操作俯仰/偏航,这很直观。 如果你想做插值,把前后音高+雅氏转换成四元数,并做四元数球面线性插值。

    链接地址: http://www.djcxy.com/p/81759.html

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