c++ - 旋转对象以匹配 vector

Question

我认为我在很长一段时间内都在正确地做这件事，但我相信我可能以非常错误的方式做这件事。

我有一个带有世界地形的 3D 引擎，可以将物体放置在地面上，当它们被放置时，它们会定向到它们所在的地形(旋转)。我这样做的方式是这样的:

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)); 

我将旋转存储为以弧度为单位的 vector :x,y,z 旋转，其中 Y 向上。所以我计算了 X 轴和 Z 轴的旋转并相应地旋转。玩家可以在放置之前手动绕 Y 轴旋转对象，据推测，所有这些都运行良好。

随着我继续改进我的项目放置代码，我意识到这不适用于接近垂直的平面。例如，尝试将图片放在墙上。这段代码似乎可以将元素放置在接近水平(平坦)的地形上，但对于垂直墙来说，旋转距离很远。

我是不是漏掉了一个简单的计算？我需要以某种方式计算 y 轴值吗？我也尝试使用 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。

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

感谢您的帮助!

更新 1

这是使用这段代码的图像:

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

_{(来源:crystaldragon.com)}

当您将鼠标悬停在石头上时，会计算三角形的法线(对于图片，石头表面的法线为 (0.637, -0.014, 0.770) )。当然，你在石头中看到的木 block ，应该是直接铺在石头的上面(就像卡在墙上一样)。

更新 2

通过在我的世界中测试位于 z 轴的“墙”，我似乎让代码适用于 y=0 的所有情况。我可以将对象放置在所有垂直墙上，但不能放置在水平(顶部)墙上。

这是当前代码:

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 y 法线的值为 0，对象就会附着在每个垂直的墙上，而不是水平的(因为 y 法线显然是一个非负数)。希望最后一步是找出我需要作为 y 值输入到方程式中的最终计算，但我仍然想出失败的尝试。

Answer 1

对于接近水平(平坦)的地形，地形在 X-Z 平面上，因此法线的 y 值很可能是 1.0，这应该给你不使用 y 法线的正确旋转。

但是，在将对象添加到墙上时，将需要 y 法线来计算旋转的 y 分量。你说玩家可以在放置之前手动绕 Y 轴旋转对象。

您是在此处使用法线的 y 值计算旋转的 y 分量吗？如果没有，请确保您也在计算它。否则，您将在 2D 中计算旋转，并以某种方式将其外推到 3D。