自定义 C++ 四元数旋转无法正常工作

Question

在我的代码中，我有一个四元数用于为玩家旋转相机。旋转本身似乎工作正常，但我用于移动和旋转的方向向量没有正确旋转。

四元数乘法：

Quaternion Quaternion::operator*(Vector3 other) const
{

    float x_ = w * other.x + y * other.z - z * other.y;
    float y_ = w * other.y + z * other.x - x * other.z;
    float z_ = w * other.z + x * other.y - y * other.x;
    float w_ = -x * other.x - y * other.y - z * other.z;

    return Quaternion(x_, y_, z_, w_);

}

Quaternion Quaternion::operator*(Quaternion other) const
{

    Vector4 r = other.getValues();

    float x_ = x * r.w + w * r.x + y * r.z - z * r.y;
    float y_ = y * r.w + w * r.y + z * r.x - x * r.z;
    float z_ = z * r.w + w * r.z + x * r.y - y * r.x;
    float w_ = w * r.w - x * r.x - y * r.y - z * r.z;

    return Quaternion(x_, y_, z_, w_);

}

共轭函数

Quaternion Quaternion::conjugate() const
{

    return Quaternion(-x, -y, -z, w);

}

矢量旋转：

void Vector3::rotate(Quaternion rotation)
{

    Quaternion rotated = rotation * *this * rotation.conjugate();

    x = rotated.getValues().x;
    y = rotated.getValues().y;
    z = rotated.getValues().z;

}

示例方向向量：

Vector3 Quaternion::getRight() const
{

    Vector3 right(1.0f, 0.0f, 0.0f);
    right.rotate(*this);

    return right;

}

如果我让相机绕 y 轴精确旋转 90 度，然后打印出右向量的值，则 x 为 0.000796229，y 为 0，z 为 -1。在这种情况下，x 应为 0，z 应为正数 1。

过去几天我一直在浏览 Google 和其他人的代码，试图找出我做错了什么，但我找不到任何错误。

更新：

我最终决定将 GLM 合并到我的数学中类，经过一些改变后，一切都按预期进行。

Answer 1

在矢量旋转中将第一行替换为

Quaternion rotated = rotation * Quaternion(this->x, this->y, this->z, 0) * 
    rotation.conjugate();

解释：四元数乘法不可交换，这意味着 Q * v 不等于 v * Q，其中 v 是 w=0 的四元数。

Answer 2

我最终决定将 GLM 合并到我的数学中类，经过一些改变后，一切都按预期进行。

自定义 C++ 四元数旋转无法正常工作

Custom C++ Quaternion Rotation Not Working Correctly

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rotation

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quaternions