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我正在使用 Direct3D 9 开发一个 3 x 3 x 3 魔方，用户可以通过单击并拖动图层来旋转魔方的一层，旋转看起来像这样 在此处输入图像描述

旋转的底层实现是通过矩阵乘法计算的，每次用户拖动鼠标左键时，我都会生成旋转角度和旋转轴，并用它们计算旋转矩阵，然后将旋转矩阵与单位立方体的世界矩阵相乘在当前层，代码如下

world Rotate之前的世界“Cube”代表单位立方体类，而不是魔方，一个魔方是由27个单位立方体组成的，我通过旋转该层中的所有单位立方体来旋转一层。

void Cube::Rotate(D3DXVECTOR3& axis, float angle)
{
    // Calculate the rotation matrix
    D3DXMATRIX rotate_matrix;
    D3DXMatrixRotationAxis(&rotate_matrix, &axis, angle);

    // This may cause the matrix multiplication accumulate errors, how to fix it?
    world_matrix_ *= rotate_matrix;
}

但这段代码是邪恶的，有时当我旋转图层时，它消失了，见下图，很难重现，但 id 确实发生了。 在此处输入图像描述

我知道这可能是由矩阵乘法累积错误引起的。所以我在图层消失之前转储了世界矩阵，如下所示，我们可以看到矩阵中的一些数字变成了 NaN（不是数字）。

world matrix
_11:0.999996 _12:0.000000 _13:0.000000 _14:0.000000
_21:0.000000 _22:-0.508825 _23:-0.860867 _24:0.000000
_31:0.000000 _32:0.860867 _33:-0.508825 _34:0.000000
_41:0.000000 _42:0.000000 _43:0.000000 _44:1.000000


world matrix
_11:0.999996 _12:0.000000 _13:-0.000000 _14:0.000000
_21:0.000000 _22:-0.508824 _23:-0.860866 _24:0.000000
_31:-0.000000 _32:0.860868 _33:-0.508825 _34:0.000000
_41:0.000000 _42:0.000000 _43:0.000000 _44:1.000000


world matrix
_11:0.999996 _12:-0.000000 _13:-0.000000 _14:0.000000
_21:0.000000 _22:-0.508824 _23:-0.860866 _24:0.000000
_31:0.000000 _32:0.860867 _33:-0.508825 _34:0.000000
_41:0.000000 _42:0.000000 _43:0.000000 _44:1.000000


world matrix
_11:0.999996 _12:-0.000000 _13:-0.000000 _14:0.000000
_21:0.000000 _22:-0.508824 _23:-0.860866 _24:0.000000
_31:0.000000 _32:0.860867 _33:-0.508825 _34:0.000000
_41:0.000000 _42:0.000000 _43:0.000000 _44:1.000000


world matrix
_11:0.999996 _12:0.000000 _13:-0.000000 _14:0.000000
_21:0.000000 _22:-0.508824 _23:-0.860866 _24:0.000000
_31:-0.000000 _32:0.860868 _33:-0.508825 _34:0.000000
_41:0.000000 _42:0.000000 _43:0.000000 _44:1.000000


world matrix
_11:1.#QNAN0 _12:1.#QNAN0 _13:1.#QNAN0 _14:0.000000
_21:1.#QNAN0 _22:1.#QNAN0 _23:1.#QNAN0 _24:0.000000
_31:1.#QNAN0 _32:1.#QNAN0 _33:1.#QNAN0 _34:0.000000
_41:1.#QNAN0 _42:1.#QNAN0 _43:1.#QNAN0 _44:1.000000


world matrix
_11:1.#QNAN0 _12:1.#QNAN0 _13:1.#QNAN0 _14:0.000000
_21:1.#QNAN0 _22:1.#QNAN0 _23:1.#QNAN0 _24:0.000000
_31:1.#QNAN0 _32:1.#QNAN0 _33:1.#QNAN0 _34:0.000000
_41:1.#QNAN0 _42:1.#QNAN0 _43:1.#QNAN0 _44:1.000000

问题是，我知道错误是什么，但我不知道如何解决它。

  • 我需要改变我的轮换方法吗？
  • 我可以在图层消失之前对矩阵进行一些校正吗？

你可以下载二进制文件试试看，如果需要，我可以提供项目代码，代码很多，所以我没有放在这里。

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如果你得到无效的世界矩阵，那么你必须知道矩阵在哪里变得无效才能修复它。添加一个简单的检查NaN以查看损坏的确切情况（添加asserts 或调试器中断条件）。NaN 本身并不相等，因此您可以NaN通过将其与自身进行比较来检查 float 是否为：

bool isNaN = (f != f); // true if f is NaN.

我敢打赌，有时会传递错误的旋转轴（也许(0, 0, 0)），因此会构建无效的旋转矩阵。但这只是一个猜测。

此外，D3DXMath有点过时了，而XMMath ( #include <directxmath.h>) 更有帮助，因为它在这种情况下会显示断言错误消息：

// directxmathmatrix.inl
inline XMMATRIX XM_CALLCONV XMMatrixRotationAxis(FXMVECTOR Axis, float Angle)
{
    assert(!XMVector3Equal(Axis, XMVectorZero()));
    assert(!XMVector3IsInfinite(Axis));

    XMVECTOR Normal = XMVector3Normalize(Axis);
    return XMMatrixRotationNormal(Normal, Angle);
 }

希望能帮助到你！快乐编码！

顺便说一句，漂亮的立方体=）

于 2013-07-07T00:00:42.770 回答