所以我编写了一个面向新程序员的基于四元数的 3D 相机，因此他们非常容易集成和开始使用。
在我开发它时，起初我会将用户输入作为欧拉角，然后根据该帧的输入生成一个四元数。然后，我将获取相机的四元数并将其乘以我们为输入生成的四元数，理论上这应该只是将输入旋转添加到相机旋转的当前状态，然后一切都会变得又胖又快乐。让我们称之为：累积四元数，因为我们只存储和添加四元数。
但我注意到这种方法存在问题。我使用它的次数越多，即使我只在一个欧拉角上旋转，比如 Yaw，它也会在一些迭代中开始流血到另一个，比如 Pitch。这是轻微的，但相当不可接受。
所以我做了更多的研究，发现一篇文章说累积欧拉角更好，所以相机将它的当前旋转存储为欧拉角，并且输入只是在每一帧添加到它们。然后我每帧从它们生成一个四元数，然后用来生成我的旋转矩阵。这解决了旋转渗入不当轴的问题。
那么有任何 Stackoverflow 成员对这个问题有任何见解吗？这是一种正确的做事方式吗？
乘以四元数将遭受浮点舍入问题的累积（即使是像 45 度这样的简单角度也不准确）。这是一种复合旋转的好方法，但是每个四元数组件的精度都会随着时间的推移而下降。渗透是一个副作用，视觉上更糟糕的是你的四元数可以开始合并一个比例因子 - 为了恢复它，你必须在任何情况下重新归一化回欧拉角。定点欧拉角不会累积舍入。
每帧重新计算四元数是最少的。我不会费心去优化它。在重新归一化以恢复准确性之前，您可能允许积累一些四元数，但这确实不值得付出努力。
积累是一个不精确的过程。无论您使用四元数还是矩阵，累积大量增量旋转都会累积舍入误差。
我想象这样的事情：你的代码启动并运行，但注意到在一定量的导航之后，你的相机令人讨厌地倾斜——违反了你事先没有想到的不变量。实际上，您已经意识到您不想累积轮换；相反，您想做其他事情。
您可以将其视为界面设计问题，而不是数值准确性问题。基本上，人们期望相机根据俯仰、偏航和滚动进行导航，因此选择直接控制和表示角度可以避免很多问题。
令人遗憾的是，四元数似乎变得多余（至少对于这种特殊用法）。不过，您仍然需要四元数 - 用原始俯仰/偏航/滚动角度进行插值可能很难看。同样，这是一个界面设计问题：你需要弄清楚你需要四元数的地方，以及如何让它们进出……
我见过两者都在争论。我认为您必须处理的真正问题是相机系统的灵活性。IMO 偏航通常在第三人称视角中更有趣（因为您将围绕角色的垂直轴旋转）。虽然您也可以在第一人称视角中围绕垂直方向“偏航”，但我不确定这是否真的是一回事。
但是，我确实认为重新计算每帧的四元数有点浪费。如果您的框架接收到输入，存储最新的四元数并将它们标记为脏可能会更好？