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我在 3D 世界中有一架飞机，它的方向以任何方式保存（例如俯仰、偏航和滚动）。现在，当我想让飞机左转时，但 glRotatef 并没有做这项工作，因为它坚持全局坐标并且不关心飞机的旋转，并且简单地改变偏航也无济于事，因为这也不是相对于飞机的实际旋转，只有当飞机直飞到地平线时才意味着“左”。我需要的是这样的：

    float pitch = 10 , yaw = 20, roll = 30;        //some initial values
    Turn(&pitch, &yaw, &roll ,  5, 0 , 0 )   //calculate new pitch, yaw and roll as if 
    //the plane had turned 5 degrees to the right (relative to its current orientation and roll!)
    //pitch, yaw and roll are updated to reflect the new orientation.

许多人建议使用四元数，但我不知道如何将它们实现为 Turn 函数（一个工作示例是 Blitz3D，它具有用于全局旋转的“RotateEntity”函数，如 glRotatef 和用于基于方向的旋转的“TurnEntity”）我认为该功能在内部是这样工作的：

  • 在OpenGL + SDL 中围绕局部轴旋转将俯仰、偏航、滚动到像 EulerToQuat 这样的四元数
  • 使用四元数数学执行局部旋转（未找到源）
  • 将四元数转换回偏航、滚动、俯仰（未找到源）
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我终于解决了这个问题，改用一直为每艘船携带一个矩阵。俯仰、偏航和横滚仅在需要时计算，这种情况很少见。最后，glRotatef 完成了这项工作——你只需要将它应用到已经旋转的矩阵上——并保存结果，这样就不会丢弃更改。

以下代码是我在载有 x、y、z、Matrix[16]、dx、dy、dz 的船结构上的实现。（请注意，所有船舶数组都必须使用 IdentityMatrix 进行初始化）：

//*************************** Turn Ship **********************************
void TurnShip(long nr,float yaw, float pitch=0,float roll=0) {
  //Turns ship by pitch, yaw and roll degrees.
  glMatrixMode(GL_MODELVIEW);

  glLoadMatrixf(&ship[nr].Matrix[0]); 
  glRotatef(yaw,0,1,0);  
  glGetFloatv(GL_MODELVIEW_MATRIX,&ship[nr].Matrix[0]);

  glLoadMatrixf(&ship[nr].Matrix[0]); 
  glRotatef(pitch,1,0,0); 
  glGetFloatv(GL_MODELVIEW_MATRIX,&ship[nr].Matrix[0]);

  glLoadMatrixf(&ship[nr].Matrix[0]); 
  glRotatef(roll,0,0,1); 
  glGetFloatv(GL_MODELVIEW_MATRIX,&ship[nr].Matrix[0]);  
}

该函数所做的是加载存储在一个简单浮点数组中的船舶矩阵，对其进行操作，然后将其保存回数组。在游戏的图形部分，该数组将使用 glLoadMatrixf 加载，因此将应用到飞船上，无需任何麻烦或数学运算。

//*************************** Accelerate Ship relative to own orientation **
void AccelerateShip(long nr,float speedx,float speedy, float speedz)   
{   //use speedz to move object "forward".
ship[nr].dx+= speedx*ship[nr].Matrix[0];   //accelerate sidewards (x-vector)
ship[nr].dy+= speedx*ship[nr].Matrix[1];  //accelerate sidewards (x-vector)
ship[nr].dz+= speedx*ship[nr].Matrix[2]; //accelerate sidewards (x-vector)

ship[nr].dx+= speedy*ship[nr].Matrix[4];   //accelerate upwards (y-vector)
ship[nr].dy+= speedy*ship[nr].Matrix[5];  //accelerate upwards (y-vector)
ship[nr].dz+= speedy*ship[nr].Matrix[6]; //accelerate upwards (y-vector)

ship[nr].dx+= speedz*ship[nr].Matrix[8];   //accelerate forward (z-vector)
ship[nr].dy+= speedz*ship[nr].Matrix[9];  //accelerate forward (z-vector)
ship[nr].dz+= speedz*ship[nr].Matrix[10]; //accelerate forward (z-vector)
}

这是我今天学到的最好的部分——教程通常不会告诉你的部分，因为它们都是关于数学的——我可以从矩阵中提取指向上方、左侧和前方的向量对它们施加加速度，这样我的船就可以向左、向右、向上、加速和制动——glRotatef 关心它们，所以它们总是更新，我们这边完全不涉及数学:-)

于 2013-02-03T20:31:41.940 回答