opengl - 这会导致云台锁定吗？

Question

我制作了一个非常简单的 3d 场景，在世界坐标中有 5 个点。我想在场景中导航，所以我定义了一个带有 UP 和 OUT 矢量的相机。有了这些信息，我在每一帧中生成一个旋转矩阵，我将把它应用到向量上以获得相机坐标。

问题是：我已经阅读了关于使用这种方法的万向节锁定问题，但在这种情况下会发生吗？

请注意，我在每一帧中生成旋转矩阵，并且我没有累积旋转。那么在这种情况下会发生锁吗？如果是这种情况，您会建议如何安全地应用旋转（从 UP 和 OUT 向量）？

谢谢

Answer 1

如果 OUT 你的意思是“前进”，并且它总是垂直于 UP 矢量，那么不，你不会遇到万向节锁定。

您正在做的是从 UP 和 FORWARD 向量创建一个方向矩阵，并应用每一帧，这是在空间中移动相机的一种相当常见的方法。您没有使用欧拉角应用多次旋转，这可能是万向节锁定的原因。

请注意，要创建矩阵，您还需要从 UP 和 FORWARD 向量创建一个“左”（或右）向量。一个很好的介绍在这里- 请注意，该示例确实将旋转应用于相机矩阵，这是一个完全可选的步骤。

维基百科对万向节锁有很好的解释。

Answer 2

在使用矩阵方法生成旋转矩阵（X、Y、Z）然后将它们相乘得到最终的旋转矩阵时，您会遇到万向锁问题。如果我理解你会，你使用 OUT 向量来获取角度（α，β，γ），然后你正在计算矩阵，最后 - 你将它们相乘以获得最终的旋转矩阵 - 然后是的，你会遇到万向节锁定。

摆脱这个问题的一种方法是使用四元数进行计算。

另外，在这里我找到了一些关于如何实现这些的 OpenGL 教程。