旋转太空模拟器/游戏太空船模型

我一直在空间模拟一段时间了。起初我使用我自己的3D引擎与软件光栅器。旋转太空模拟器/游戏太空船模型

但是，当实施纹理的时间到期时，我放弃了。现在我在某段时间后重新开始，现在我正在使用Opengl（使用SDL）来渲染3D模型。

但现在我打了另一堵砖墙。

我无法弄清楚如何进行适当的旋转。作为一个空间模拟器我想类似的控制使用

glRotatef(angleX, 1.0f, 0.0f, 0.0f); 
glRotatef(angleY, 0.0f, 1.0f, 0.0f); 
glRotatef(angleZ, 0.0f, 0.0f, 1.0f);

或相似，
不正确，如果我旋转模型（飞船）第90度工作向左，然后flighsim

旋转它“向上”。它会滚动。

下面是一个图像，说明我的问题。

Image Link

我试了几个招数，试图解决这个，但不知何故，我觉得我失去了一些东西。它不能帮助模拟器样式旋转的例子几乎不可能找到。

因此，我正在寻找示例，链接和旋转3d模型（如飞船，飞机）的理论。

我是否应该使用3个向量（左，上，前）作为方向，因为我还必须计算诸如推力器的加速度以及随着旋转（方向？）和模型透视点像火箭发动机这样的方向。

我不是很好的数学和努力可视化解决方案只给出头痛

来源

2009-08-01 kvasan

我终于破解了！我使用描述模型方向的矩阵。当我按下向上键时，一个函数调用创建一个旋转矩阵的函数，我旋转x所需的量，然后将其乘以模型方向矩阵。 – kvasan 2009-08-06 03:54:10

你会想在这里使用什么是四元。它们消除了你正在经历的奇怪行为。将它们想象成具有类似功能的类固醇的矩阵。通过使用任何OpenGL功能，您可以更好地使用矩阵（在上面的代码中），使您可以在特定的旋转轴矢量上创建旋转矩阵，但是四元数会将您的旋转存储为未来的修改。例如，您从身份四元数开始，并将其旋转到特定的轴向量上。四元数然后被转换为你的对象的世界矩阵，但是你保持四元数存储在你的对象中。下次需要执行旋转时，只需进一步修改该四元数，而不必尝试跟踪X，Y和Z轴的旋转角度等。

我的经验是在directx中（对不起，没有OpenGL在这里体验），尽管当我试图旋转在他们遇到地板，墙壁和彼此时旋转的房间&旋转的沙滩球时，我曾遇到过您的问题。

谷歌有一堆的“OpenGL的四元”的选项，但是这一点，特别是，似乎是一个很好的来源：

http://gpwiki.org/index.php/OpenGL:Tutorials:Using_Quaternions_to_represent_rotation

正如您现在可能已经猜到了，四元数是伟大的在您的环境中处理相机。这里有一个很好的教程：

http://nehe.gamedev.net/data/lessons/lesson.asp?lesson=Quaternion_Camera_Class

来源

2009-08-01 23:42:33

我不知道我完全理解的情况，但它听起来像是你可能会描述gimbal lock。你可能想看看使用quaternions来代表你的旋转。

来源

2009-08-01 23:44:08

我一直在尝试四元数，但再次尝试。好吧，它似乎使旋转更正确，但是现在当我旋转它时，盒子会变得有点扭曲。 – kvasan 2009-08-02 19:46:52

获得这个权利当然是一个挑战。我认为你面临的问题是你正在使用相同的变换矩阵进行旋转，而不管'船'是如何定位的。但是你不想旋转你的飞船，当它面向前方时它将会转动，你想根据它现在面对的方式旋转。要做到这一点，你应该像转换你的船一样转换你的控制转矩阵。例如，假设我们有三个矩阵，每个矩阵代表我们想要做的转动。

float theta = 10.0*(pi/180.0) 

matrix<float> roll = [[ cos(theta), sin(theta), 0] 
         [ -sin(theta), cos(theta), 0] 
         [ 0, 0, 1] 

matrix<float> pitch = [[ cos(theta), 0, sin(theta)] 
         [ 0, 1, 0] 
         [ -sin(theta), 0, cos(theta)] 

matrix<float> yaw = [[1, 0, 0] 
        [0, cos(theta), sin(theta)] 
        [0, -sin(theta), cos(theta)]] 

matrix<float> orientation = [[1, 0, 0] 
          [0, 1, 0] 
          [0, 0, 1]]

每个代表三个飞行姿态轴中每一个的10度旋转。此外，我们还为您的船舶定位提供矩阵，最初只是向前迈进。您将通过该方向矩阵变换您的船的顶点以显示它。

然后到后一个转身让你的方向，你需要做的只是有点小聪明的，第一变换姿态控制矩阵转换成玩家的坐标，然后应用到定向得到一个新的方向：像

function do_roll(float amount): 
    matrix<float> local_roll = amount * (roll * orientation) 
    orientation = orientation * local_roll 

function do_pitch(float amount): 
    matrix<float> local_pitch = amount * (pitch * orientation) 
    orientation = orientation * pitch_roll 

function do_yaw(float amount): 
    matrix<float> local_yaw = amount * (yaw * orientation) 
    orientation = orientation * local_yaw

这样每次你想以某种方式旋转时，你只需调用其中一个函数。

来源

2009-08-01 23:55:45 SingleNegationElimination

四元数可能有帮助，但更简单的解决方案可能是观察旋转的严格顺序。这听起来像你围绕y旋转，然后围绕x旋转。您必须始终先旋转x，然后y，然后z。并不是说这个顺序有什么特别之处，只是如果你这样做的话，旋转往往会更接近你期望它们的工作方式。

编辑：为了澄清一点，你也不应该在游戏中横跨时间累积旋转。每个框架都应该以标识位置启动模型，然后将x，y和z旋转到该框架的新位置。

来源

2009-08-01 23:57:39 Breton

damnit我只能为此投票 – 2009-08-10 21:03:43

一般的旋转很困难。物理学家倾向于使用一些所谓的Euler angles来描述它们。在这种方法中，一般的旋转通过固定连续的三个轴线所描述的三个角度来描述。但三轴不是原始框架的X轴，Y轴和Z轴。它们通常是原始帧的Z轴，Y轴和Z轴（是的，它实际上是完全一般的），或者是来自原始帧的两个轴，随后是中间帧中的轴。许多选择都是可用的，并确保您一直遵循相同的惯例可能是一件麻烦事。

来源

2009-08-02 04:50:57 dmckee

您应该学习3D数学，以便您可以更深入地了解如何控制旋转。如果你不知道理论，甚至难以正确复制和粘贴。具体的文本，如3D数学入门（Amazon）和相关网站如http://gamemath.com将大大帮助您在您的项目（和所有未来的项目）。

我明白你现在可能不喜欢数学，但学习相关的算术将是你的问题的最佳解决方案。

来源

2009-08-02 05:57:09 viperld002

我已经有了3D数学入门书，并且在我开始时帮助了很多。有时候我看了一下它，好像我需要再读一遍。 – kvasan 2009-08-02 19:36:00

旋转太空模拟器/游戏太空船模型

回答

相关问题