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c++ - 如何在不改变平移方向的情况下在旋转后应用平移？

问题描述

我试图在我的 OpenGL 程序中对实体的模型矩阵应用平移，但是如果我在对模型矩阵应用缩放或旋转之后应用平移，我会得到与我预期不同的结果：应用缩放后的平移会导致平移乘以比例，在旋转后应用平移会导致平移应用到不同的方向。我了解这些矩阵如何工作以及它们如何更改模型矩阵，因此我使用此实现在应用翻译之前还原更改：

void Entity::scale(float scaleFactor) {
  this->modelMatrix = glm::scale(this->modelMatrix, glm::vec3(scaleFactor));
  this->scaleFactor *= scaleFactor;
}

void Entity::move(glm::vec3 position, glm::mat4 viewMatrix) {
  float oldScaleFactor = this->scaleFactor;
  float oldRotateFactorX = this->rotateFactorX;
  float oldRotateFactorY = this->rotateFactorY;
  float oldRotateFactorZ = this->rotateFactorZ;

  scale(1 / this->scaleFactor);

  rotate(-this->rotateFactorX, -this->rotateFactorY, -this->rotateFactorZ);

  this->modelMatrix = glm::translate(modelMatrix, position);

  glm::mat4 worldModelMatrix = glm::inverse(viewMatrix) * (viewMatrix * this->modelMatrix);

  this->worldPosition.x = worldModelMatrix[3][0];
  this->worldPosition.y = worldModelMatrix[3][1];
  this->worldPosition.z = worldModelMatrix[3][2];

  rotate(oldRotateFactorX, oldRotateFactorY, oldRotateFactorZ);

  scale(oldScaleFactor);
}

void Entity::rotate(float x, float y, float z) {
  this->rotateFactorX += x;
  this->rotateFactorY += y;
  this->rotateFactorZ += z;
  this->modelMatrix = glm::rotate(this->modelMatrix, glm::radians(x), glm::vec3(1.0f, 0.0f, 0.0f));
  this->modelMatrix = glm::rotate(this->modelMatrix, glm::radians(y), glm::vec3(0.0f, 1.0f, 0.0f));
  this->modelMatrix = glm::rotate(this->modelMatrix, glm::radians(z), glm::vec3(0.0f, 0.0f, 1.0f));
}

基本上我在应用平移之前还原缩放和旋转操作，然后将它们放回原样。此实现适用于比例，但不适用于旋转，这会导致旋转速度增加失控（意味着旋转因子不断增加）。我是否正确地恢复了旋转？甚至更好：有没有更好的方法来分离这 3 个操作而不让它们相互交互？

标签： c++glm-math

解决方案

结果我在尝试恢复更改时以错误的顺序（旋转前缩放）应用了转换。为避免将更改全部还原，您只需设置 3 个不同的单位矩阵（一个用于平移，一个用于旋转，一个用于缩放）并分别对每个矩阵应用正确的变换，然后将 3 个矩阵相乘以获得模型矩阵，顺序很重要：模型 = 平移 * 旋转 * 缩放这样您始终以正确的顺序应用变换，您不必担心 3 个变换会相互干扰

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