c++ - "Looking At"具有四元数的对象

Question

所以我目前正在尝试创建一个函数，它将采用两个 3D 点 A 和 B，并为我提供代表 A 点“观察”B 点所需的旋转的四元数(这样点 A 的局部 Z轴穿过点 B，如果你愿意的话)。

我最初找到了this post ，其中的最佳答案似乎为我提供了一个很好的起点。我继续执行以下代码；正如原始答案所暗示的那样，我没有假设默认的 (0, 0, -1) 方向，而是尝试提取表示相机实际方向的单位 vector 。

void Camera::LookAt(sf::Vector3<float> Target)
{
    ///Derived from pseudocode found here:
    ///https://stackoverflow.com/questions/13014973/quaternion-rotate-to

    //Get the normalized vector from the camera position to Target
    sf::Vector3<float> VectorTo(Target.x - m_Position.x,
                                Target.y - m_Position.y,
                                Target.z - m_Position.z);
    //Get the length of VectorTo
    float VectorLength = sqrt(VectorTo.x*VectorTo.x +
                              VectorTo.y*VectorTo.y +
                              VectorTo.z*VectorTo.z);
    //Normalize VectorTo
    VectorTo.x /= VectorLength;
    VectorTo.y /= VectorLength;
    VectorTo.z /= VectorLength;

    //Straight-ahead vector
    sf::Vector3<float> LocalVector = m_Orientation.MultVect(sf::Vector3<float>(0, 0, -1));

    //Get the cross product as the axis of rotation
    sf::Vector3<float> Axis(VectorTo.y*LocalVector.z - VectorTo.z*LocalVector.y,
                            VectorTo.z*LocalVector.x - VectorTo.x*LocalVector.z,
                            VectorTo.x*LocalVector.y - VectorTo.y*LocalVector.x);

    //Get the dot product to find the angle
    float Angle = acos(VectorTo.x*LocalVector.x +
                       VectorTo.y*LocalVector.y +
                       VectorTo.z*LocalVector.z);

    //Determine whether or not the angle is positive
    //Get the cross product of the axis and the local vector
    sf::Vector3<float> ThirdVect(Axis.y*LocalVector.z - Axis.z*LocalVector.y,
                                 Axis.z*LocalVector.x - Axis.x*LocalVector.z,
                                 Axis.x*LocalVector.y - Axis.y*LocalVector.x);
    //If the dot product of that and the local vector is negative, so is the angle
    if (ThirdVect.x*VectorTo.x + ThirdVect.y*VectorTo.y + ThirdVect.z*VectorTo.z < 0)
    {
        Angle = -Angle;
    }

    //Finally, create a quaternion
    Quaternion AxisAngle;
    AxisAngle.FromAxisAngle(Angle, Axis.x, Axis.y, Axis.z);

    //And multiply it into the current orientation
    m_Orientation = AxisAngle * m_Orientation;
}

这几乎有效。发生的情况是相机似乎向目标点旋转了一半的距离。如果我再次尝试旋转，它会执行剩余旋转的一半，无限循环，这样如果我按住“Look-At-Button”，相机的方向会越来越接近直接注视目标，但也会不断放慢它的旋转速度，这样它就永远不会完全到达那里。

请注意，我不想求助于 gluLookAt()，因为我最终还需要此代码将相机以外的对象指向彼此，并且我的对象已经使用四元数他们的方向。例如，我可能想要创建一个眼球来跟踪在它前面移动的物体的位置，或者创建一个可以更新其方向以寻找目标的射弹。

Answer 1

在将其传递给 FromAxisAngle 之前规范化 Axis vector 。