javascript - 基于四元数处理炮身的正确旋转？

Question

这个让我很烦。我正在尝试根据鼠标输入实现 Cannon.Body 的旋转。通过使用(Cannon)三帧率示例来演示，您可以看到问题所在。

https://codepen.io/Raggar/pen/EggaZP https://github.com/RaggarDK/Baby/blob/baby/pl.js

当您运行代码并通过单击“点击播放”区域启用指针锁定控件并按住 W 键 1 秒以使球体进入相机的视野时，您会看到球体根据 WASD 移动通过应用速度键。如果您移动鼠标，四元数将应用于 Body，并计算适当的速度。现在旋转 180 度，X 轴上的旋转现在以某种方式被否定了。向上移动鼠标时，球体向下旋转。

如何解决此类问题？也许我在其他地方做错了什么，这可能会弄乱四元数？

也许我应该提一下，在播放器 Controller (pl.js) 中，我将旋转应用于 sphereBody，而不是偏航和俯仰对象。

来自pl.js的相关代码(第49行):

var onMouseMove = function ( event ) {

    if ( scope.enabled === false ) return;

    var movementX = event.movementX || event.mozMovementX || event.webkitMovementX || 0;
    var movementY = event.movementY || event.mozMovementY || event.webkitMovementY || 0;


    cannonBody.rotation.y -= movementX * 0.002;
    cannonBody.rotation.x -= movementY * 0.002;

    cannonBody.rotation.x = Math.max( - PI_2, Math.min( PI_2, cannonBody.rotation.x ) );





    //console.log(cannonBody.rotation);
};

和(第 174 行):

    euler.x = cannonBody.rotation.x;
    euler.y = cannonBody.rotation.y;
    euler.order = "XYZ";
    quat.setFromEuler(euler);
    inputVelocity.applyQuaternion(quat);
    cannonBody.quaternion.copy(quat);
    velocity.x = inputVelocity.x;
    velocity.z = inputVelocity.z;

在 animate() 函数中，codepen(第 305 行): testballMesh.position.copy(sphereBody.position);
testballMesh.quaternion.copy(sphereBody.quaternion);

Answer 1

问题在于您为四元数分配 Angular 和从四元数分配 Angular 方式。四元数的x,y,z,w属性不直接兼容 Angular ，需要转换。

这是为 CANNON.Quaternion 设置围绕给定轴的 Angular 方法:

var axis = new CANNON.Vec3(1,0,0);
var angle = Math.PI / 3;
body.quaternion.setFromAxisAngle(axis, angle);

从四元数中提取欧拉 Angular 可能不是解决问题第二部分的最佳方法。当用户移动鼠标时，您可以只存储围绕 X 和 Y 轴的旋转:

// Declare variables outside the mouse handler
var angleX=0, angleY=0;

// Inside the handler:
angleY -= movementX * 0.002;
angleX -= movementY * 0.002;
angleX = Math.max( - PI_2, Math.min( PI_2, angleX ) );

然后为了将旋转作为四元数，分别使用两个四元数(一个用于 X Angular ，一个用于 Y)，然后将它们合并为一个:

var quatX = new CANNON.Quaternion();
var quatY = new CANNON.Quaternion();
quatX.setFromAxisAngle(new CANNON.Vec3(1,0,0), angleX);
quatY.setFromAxisAngle(new CANNON.Vec3(0,1,0), angleY);
var quaternion = quatY.mult(quatX);
quaternion.normalize();

将四元数应用到你的速度向量:

var rotatedVelocity = quaternion.vmult(inputVelocity);

专业提示:如果可以避免，请不要使用欧拉 Angular 。它们造成的问题通常比解决的问题多。