c++ - 使用 `glm::rotate` 和四元数向上旋转 3D 方向 vector

Question

给定以下坐标系 ¹ ，其中正 z走向天花板:

我有一个 glm::vec3称为 dir表示两点之间的(归一化)方向 A和 B在 3D 空间 ² :

两点A和 B碰巧在同一架飞机上，所以z坐标dir为零。现在，给定一个角度 α , 我想旋转 dir向上限指定的金额。例如，如果 α是45度，我想要dir指向相同的 x/y方向，但朝向天花板 45 度 ³ :

我最初的想法是计算 dir 的“正确” vector , 并将其用作旋转轴。我尝试了以下操作:

glm::vec3 rotateVectorUpwards(const glm::vec3& input, const float aRadians)
{
    const glm::vec3 up{0.0, 0.0, 1.0};
    const glm::vec3 right = glm::cross(input, glm::normalize(up));

    glm::mat4 rotationMatrix(1); // Identity matrix
    rotationMatrix = glm::rotate(rotationMatrix, aRadians, right);
    return glm::vec3(rotationMatrix * glm::vec4(input, 1.0));
}

我希望调用 rotateVectorUpwards(dir, glm::radians(45))会返回一个代表我想要的新方向的 vector ，但它总是返回一个零 z 的 vector 组件。

我还尝试用四元数表示相同的旋转:

glm::quat q;
q = glm::rotate(q, aRadians, right);
return q * input;

但是，结果 vector 似乎总是有一个零 z组件。

我做错了什么？

• 我是否误解了“旋转轴”的含义？
• 是我的 right计算不正确？

我怎样才能达到我想要的结果？

Answer 1

您不需要规范化您的 up vector ，因为您将它定义为一个单位 vector ，但您确实需要规范化您的 right vector 。

但是，虽然我不熟悉 glm，但我怀疑问题是您正在绕轴旋转矩阵(或四元数)，而不是创建表示绕轴旋转的矩阵/四元数。快速浏览一下文档，您可能想要使用:

glm::mat4 rotationMatrix = glm::rotate(radians, right);