在旋转矩阵中切换设备轴，用于 OpenGL ES2 模型旋转

Question

我正在尝试旋转位于我的OpenGL世界(X,Y,Z)=(0,0,0)的模型(地形(。 +X是东，-Z是北，+Y是海拔。视图正在-Y，因为当设备躺在指向北方的桌子上时，设备欧拉角(0°,0°,0°)。

问题：

我需要切换设备的轴才能将测量的角度device -y更改为device z。

目前围绕device x-axis工作旋转(导致围绕World X-axis旋转(。

但是围绕device y旋转会导致围绕World Y而不是World -Z旋转，围绕device z旋转到围绕World Z旋转而不是World Y .

到现在为止，我已经没有了如何解决这个问题的想法。有人可以给我一个提示吗？

    (OpenGL)                         (Device)
   ^ +Y-axis                       ^ +z-axis                                  
   *                               *                                 
   *                               *                                 
   *                               *    ^ +y-axis (North)               
   *                               *   *                               
   *                               *  *                                
   *                               * *                                 
   ************> + X-axis          ************> +x-axis                      
  *                                                                   
 *                                                                    
v +Z-axis (Minus North)    

到目前为止我尝试过：

• 从SensorManager.getOrientation和切换角度使用欧拉角效果很好，尽管我在俯仰 90 度附近进入万向节锁定。所以我正在寻找另一种解决方案(SensorManager旋转矩阵或四元数(。
• SensorManager.remapCoordinateSystem几乎每个可能的星座中 ->无济于事
• 从 SensorManager.getRotationMatrix -> 更改旋转矩阵的列/行无济于事

Answer 1

好吧，我找到了一个使用四元数的非常简单的解决方案。轴在末端切换。

另请参阅：

• 基于此解决方案
• SensorEvent.values (--> Sensor.TYPE_ROTATION_VECTOR(
• SensorManager.getQuaternionFromVector

现在我仍然想知道如何启用 90 度以上的俯仰角(在纵向模式下(。有什么想法吗？

活动：

private SensorManager sensorManager;
private Sensor rotationSensor;
public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
  ...
  rotationSensor = sensorManager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_ROTATION_VECTOR);
  ...
}
// Register/unregister SensorManager Listener at onResume()/onPause() !
public void onSensorChanged(SensorEvent event) {
  if (event.sensor.getType() == Sensor.TYPE_ROTATION_VECTOR) {
    // Set rotation vector
    MyRenderer.setOrientationVector(event.values);
  }
}

我的渲染器：

float[] orientationVector = new float[3];
public void setOrientationVector (float[] vector) {
  // Rotation vector to quaternion
  float[] quat = new float[4];
  SensorManager.getQuaternionFromVector(quat, vector);
  // Switch quaternion from [w,x,y,z] to [x,y,z,w]
  float[] switchedQuat = new float[] {quat[1], quat[2], quat[3], quat[0]};
  // Quaternion to rotation matrix
  float[] rotationMatrix = new float[16];
  SensorManager.getRotationMatrixFromVector(rotationMatrix, switchedQuat);
  // Rotation matrix to orientation vector
  SensorManager.getOrientation(rotationMatrix, orientationVector);
}
public void onDrawFrame(GL10 unused) {
  ...
  // Rotate model matrix (note the axes beeing switched!)
  Matrix.rotateM(modelMatrix, 0,
    (float) (orientationVector[1] * 180/Math.PI), 1, 0, 0);
  Matrix.rotateM(modelMatrix, 0,
    (float) (orientationVector[0] * 180/Math.PI), 0, 1, 0);
  Matrix.rotateM(modelMatrix, 0,
    (float) (orientationVector[2] * 180/Math.PI), 0, 0, 1);
  ...
}