旋转物体以匹配矢量

我以为我这样做的时间最长，但是我相信我可能会以非常错误的方式做到这一点。旋转物体以匹配矢量

我有一个世界地形的3D引擎，物体可以放置在地面上，当它们被放置时，它们将面向它们所在的地形（旋转）。我这样做的方式是像这样：

D3DXVECTOR3 tNormal = GetNormalFromFile(...); //Get the terrain's normal 

placeItemData.placeMesh.meshRot.z = (acos(tNormal.x) - (D3DX_PI/2)); 
placeItemData.placeMesh.meshRot.x = -(acos(tNormal.z) - (D3DX_PI/2));

我店旋转的弧度矢量：X，Y，Z旋转，其中Y是的。所以我计算X轴和Z轴的旋转并相应旋转。玩家可以在放置它之前手动旋转Y轴周围的物体，并且所有这些都可以正常工作。

随着我不断改进物品放置代码，我意识到这不适用于近垂直飞机。例如，试图在墙上放置一张照片。此代码似乎可以将物品放置在接近水平（平坦）的地形上，但旋转对于垂直墙壁来说是可行的。

我错过了一个简单的计算吗？我需要以某种方式计算y轴值吗？我试图用atan2函数来计算旋转：

placeItemData.placeMesh.meshRot.z = (atan2(finalNormal.x,finalNormal.y)); 
placeItemData.placeMesh.meshRot.x = (atan2(finalNormal.z,finalNormal.y));

但是我遇到了类似的问题。

我是否需要为这些计算使用四元数？我能否再次轻松地将最终旋转值存储在3D矢量（x，y，z）中？

我感谢任何帮助！

更新1

下面是使用该代码的图像：当您将鼠标悬停在石

meshRot.z = - atan2(sqrt(finalNormal.y^2 + finalNormal.z^2), finalNormal.x); 
meshRot.x = - atan2(finalNormal.y, finalNormal.z);

prob1 http://www.crystaldragon.com/TempImages/prob1.png

，正常的三角形的计算（对于图片中，石面的正常值是（0.637，-0.014，0.770））。当然，你在石头上看到的木块应该直接铺在石头的顶部（像悬挂成图片一样）。

更新2

从测试的“墙”定位在我的世界Z轴，我似乎有代码只是其中y = 0所有情况下工作。我能够将对象放置在所有垂直墙上，但不能放置在墙的水平（顶部）上。

这里是当前的代码：

placeItemData.placeMesh.meshRot.x = -(atan2(finalNormal.y, sqrt((finalNormal.x * finalNormal.x) + (finalNormal.z * finalNormal.z))) + (D3DX_PI/2)); 
placeItemData.placeMesh.meshRot.z = -(atan2(finalNormal.z, finalNormal.x) + (D3DX_PI/2));

只要在y正常是值0，对象将附加到每个垂直壁，但是没有水平（因为在y正常情况显然是非负数）。希望最后一步是计算出我需要输入的最终计算结果作为方程式中的y值，但是我仍然会提出失败的尝试。

来源

2015-04-17 Carradine

我知道旋转，但我不知道Direct3D。旋转的两个值就足够了，但是当您使用'meshrot'中的值旋转对象时，是使用自己的代码执行还是调用Direct3D函数？ – Beta

我只知道这将与'atan2（0，-x）'上'atan2'的不连续性有关。 – Wintermute

这是我如何做我的旋转矩阵： 'D3DXMatrixRotationYawPitchRoll（＆matRotate，0.0f，meshRot.x，meshRot.z）; D3DXMatrixRotationYawPitchRoll（＆matRotate2，meshRot.y，0.0f，0.0f）; D3DXMatrixMultiply（＆matRotate，＆matRotate2，＆matRotate）;' – Carradine

对于接近水平（平坦）的地形，地形上X-Z平面，因此对于正常的ÿ值是最有可能的1。0，它应该给你正确的旋转而不使用y法线。

然而，添加一个目的是在墙上时，该ÿ正常将被要求来计算旋转ý组件。你说球员在放置它之前可以围绕着轴手动旋转物体。

是你在哪里计算旋转的y分量使用正常值的y？如果没有，请确保您也在计算它。否则，你在2D中计算旋转，并以某种方式将其推断为3D。

来源

2015-04-18 00:27:18 ccoder83

因此，对于展示位置，我目前没有在项目展示位置的任何计算中使用y组件。事实之后，将y旋转简单地添加为对象自己的“分离”旋转对象。我把旋转代码放到上面的注释块中。 – Carradine

我会推荐Quaternions。你可以让它在没有它们的情况下工作，但是你的代码必须对零进行大量的检查，并且如果你试图对任何事物进行动画处理，将会出现不连续性。有一个学习曲线与四元，但一旦你有：

旋转方法
从笛卡尔（或极性或其他）转换为四元数
从四元数转换到笛卡尔（或其他）

它使用起来非常简单，它们是3D操作的正确选择。

我会诚实地说，你不需要理解数学要么让它工作;你只需要遵循四元数学的规则。

来源

2015-04-18 02:13:23 evan

谢谢。如果我无法获得更“传统”的方法，我可能会走这条路。 – Carradine

我不知道的Direct3D，而是通过快速浏览的文档去，看起来好像这是你想要的东西：

meshRot.z = - atan2(sqrt(finalNormal.y^2 + finalNormal.z^2), finalNormal.x); 
meshRot.x = - atan2(finalNormal.y, finalNormal.z);

（我不知道这是否是正确的语法例如对于sqrt，但你看到我想要做什么。）

关于Y（“偏航”）的旋转可以留给用户 - 它对应于从北向东旋转雕像 - 面对，或倒挂在墙上的一幅画。

我假设旋转是关于对象固定的轴。如果情况并非如此，那么解决方案看起来会完全不同。试一试，如果它不起作用，我们可以尝试一些简单的测试用例来将其固定下来。

来源

2015-04-18 03:29:18 Beta

我非常感谢帮助！我已经添加了对原始文章的更新，并给出了一些解释，显示了代码的当前结果。我也会继续做一些研究。 – Carradine

旋转物体以匹配矢量

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