Как преобразовать углы Эйлера в векторы вперед, вверх, вправо

Question

Как преобразовать углы Эйлера в векторы вперед, вверх, вправо

Мне нужна функция, которая с учетом Yaw, Pitch и Roll может производить векторы Front (или Looking At), Right и Up в «мировых координатах».

В моем конкретном мировом пространстве, начиная с начала координат (0,0,0), X положителен слева, Z положительно удаляется от зрителя / источника, а Y положительно идет вверх.

Например, учитывая … (углы в градусах)

рыскание = 0, тангаж = 0, крен = 0,
ожидаемый результат:
- передний = (0.0,0.0,1.0)
- право = (-1,0,0,0,0,0)
- вверх = (0,0,1,0,0,0)
рыскание = 90, тангаж = 0, крен = 0,
ожидаемый результат:
- передний = (1.0,0.0,0.0)
- правый = (0,0,0,0,1,0)
- вверх = (0,0,1,0,0,0)
рыскание = 0, тангаж = 90, крен = 0,
ожидаемый результат:
- передний = (0.0,1.0,0.0)
- право = (-1,0,0,0,0,0)
- вверх = (0,0,0,0, -1,0)
рыскание = 0, тангаж = 0, крен = 90,
ожидаемый результат:
- передний = (0.0,0.0,1.0)
- право = (0,0,1,0,0,0)
- вверх = (1,0,0,0,0,0)

Язык, на котором я работаю, — это C ++, и я с удовольствием воспользуюсь glm для решения этой проблемы, если в этом есть смысл. Если я смогу добраться туда через кватернионы, я тоже с этим решением справлюсь, так как я нашел другие учебные пособия, которые описывают, как получить кватернионы из углов Эйлера.

3

3d c++glm-math opengl

Решение

Другие решения

Других решений пока нет …

Источник

Accepted Answer

Вот полный рабочий пример. Это не очень C ++ — как. Возможно, вы захотите использовать реальный матричный класс, но он должен быть в порядке в демонстрационных целях. Одна вещь, которая не ясна из вашего вопроса, это порядок вращения, но это легко можно изменить.

#include <iostream>
#include <cmath>
#include <cstdlib>

typedef float Float;
typedef Float Axis[3];
typedef Axis Axes[3];

static void copy(const Axes &from,Axes &to)
{
for (size_t i=0; i!=3; ++i) {
for (size_t j=0; j!=3; ++j) {
to[i][j] = from[i][j];
}
}
}

static void mul(Axes &mat,Axes &b)
{
Axes result;
for (size_t i=0; i!=3; ++i) {
for (size_t j=0; j!=3; ++j) {
Float sum = 0;
for (size_t k=0; k!=3; ++k) {
sum += mat[i][k]*b[k][j];
}
result[i][j] = sum;
}
}
copy(result,mat);
}

static void getAxes(Axes &result,Float yaw,Float pitch,Float roll)
{
Float x = -pitch;
Float y = yaw;
Float z = -roll;
Axes matX = {
{1,     0,     0 },
{0, cos(x),sin(x)},
{0,-sin(x),cos(x)}
};
Axes matY = {
{cos(y),0,-sin(y)},
{     0,1,      0},
{sin(y),0, cos(y)}
};
Axes matZ = {
{ cos(z),sin(z),0},
{-sin(z),cos(z),0},
{      0,     0,1}
};
Axes axes = {
{1,0,0},
{0,1,0},
{0,0,1}
};

mul(axes,matX);
mul(axes,matY);
mul(axes,matZ);

copy(axes,result);
}static void showAxis(const char *desc,const Axis &axis,Float sign)
{
std::cout << "  " << desc << " = (";
for (size_t i=0; i!=3; ++i) {
if (i!=0) {
std::cout << ",";
}
std::cout << axis[i]*sign;
}
std::cout << ")\n";
}

static void showAxes(const char *desc,Axes &axes)
{
std::cout << desc << ":\n";
showAxis("front",axes[2],1);
showAxis("right",axes[0],-1);
showAxis("up",axes[1],1);
}

int main(int,char**)
{
Axes axes;
std::cout.setf(std::ios::fixed);
std::cout.precision(1);
getAxes(axes,0,0,0);
showAxes("yaw=0, pitch=0, roll=0",axes);
getAxes(axes,M_PI/2,0,0);
showAxes("yaw=90, pitch=0, roll=0",axes);
getAxes(axes,0,M_PI/2,0);
showAxes("yaw=0, pitch=90, roll=0",axes);
getAxes(axes,0,0,M_PI/2);
showAxes("yaw=0, pitch=0, roll=90",axes);
return 0;
}

2