俯仰偏航滚转，角度独立

Question

我正在努力弄清楚如何使俯仰偏航和侧倾在它们之间独立。一旦我在z轴（俯仰）上旋转某个物体，第二次旋转（yaxis yaw）取决于第一次旋转的结果，第三次旋转（x轴，roll）取决于其他两次旋转的结果。所以，我没有独立的俯仰、偏航和横滚，而是把它们三者混合在一起，很难看。

我希望有可能将物体的角度存储在一个数组中[俯仰、偏航、滚动]，然后在变换过程中对这些角度进行解码，以便偏航将物体放置在给定的位置，然后它获取与俯仰相对应的角度，但不是两者的复合。。。

我看过对“任意轴旋转矩阵”的引用。获得所需的结果有用吗？？？1）应用偏航（gl.glRotatef（beta，0.0f，1.0f，0.0f）；）2）获得手动旋转矢量（1.0f，0.0f，0.0f）的结果轴圆角β3）使用2中得到的轴应用螺距{并且对于滚动...如果1,2,3是正确的} 4）旋转2中得到的轴圆角其x对于滚动5）使用4中得到的轴应用滚动

它会工作吗？有更好的解决方案吗？我想以[俯仰、偏航、滚动]格式保持对象的局部方向。

我已经挣扎了好几天了，如果可能的话，我想避免使用四元数。3D对象相对于0,0,0进行存储，并沿{1,0,0}查看，然后变换到它们的目标和每个帧的角度，因此可能很容易避免万向节锁定问题。

换句话说，我的相机工作正常，世界坐标正确，但我不知道如何或在何处应用基于偏航、髓点和滚动的对象局部变换。

结果应从数组[y， p， r]中读取，它们的组合不应重叠。

实际上我的转变是：

gl.glLoadIdentity(); 
float[] scalation = transform.getScalation();
gl.glScalef(scalation[0], scalation[1], scalation[2]); 
float[] translation = transform.getTranslation();
gl.glTranslatef(translation[0], translation[1], translation[2]);
float[] rotation = transform.getRotation();
gl.glRotatef(rotation[0], 1.0f, 0.0f, 0.0f);
gl.glRotatef(rotation[1], 0.0f, 1.0f, 0.0f);
gl.glRotatef(rotation[2], 0.0f, 0.0f, 1.0f);

Answer 1

累积（偏航、俯仰、滚转）旋转需要保持一个变换矩阵，该矩阵是单独变换的产物，按照它们发生的顺序。生成的矩阵是围绕某个轴和某个角度的旋转。

Answer 2

如果使用偏航/俯仰/滚转，最终方向将始终取决于应用它们的数量和顺序。如果您想要可读性或简单性，可以选择其他方案。我喜欢选择一个前向向量（F），然后根据一个规范的“世界上方向”向量计算右向和上方向向量，然后只填充矩阵列。如果愿意，可以添加额外的“轴旋转”角度项。这有点像四元数，但更具可读性。我使用这个表示来控制一个基本的WASD样式的相机。

Answer 3

方向总是取决于角度顺序。你不能让它们独立。你旋转向量乘以矩阵，矩阵乘法不是交换的。你可以选择一个顺序并与之保持一致。对于这些问题，一个常见的选择是ZYX方向方法（先滚动，然后俯仰，最后偏航）。当我处理角度时，我个人的参考是这个文档，它对我帮助很大。