GLSL：用旋转矢量旋转？

Posted 2021-03-30

我正在尝试使用GLSL进行骨骼动画。对于每个骨骼，我有一个平移（x，y，z）和一个旋转（俯仰，滚动，偏航）（以度为单位）。我可以为每个骨骼构建一个4x4矩阵，但这会在着色器中占用大量的寄存器空间，所以我只想存储每个骨骼的6个值，但我不知道如何做到这一点。

答案

我不知道怎么做是如何使用旋转vec3旋转一个点。

简单：不要。

Yaw-pitch-roll是一种编码方向的可怕方式，尤其适用于动画系统。请改用四元数。它是4个值而不是3个，旋转代码是众所周知的。

此外，它不需要像sin和cos这样的重量级操作。

如果您想比较和对比所需的工作量，请考虑数学。

给定四元数q，位置v，你需要这样做来旋转它：

vec3 temp = cross(q.xyz, v) + q.w * v;
vec3 rotated = v + 2.0*cross(q.xyz, temp);

这是一个相当的数学。现在，考虑一下你为YPR案件做些什么，给出：

vec3 cosYPR = cos(ypr);
vec3 sinYPR = sin(ypr);

这不是一切。但这就够了。这是三个cos和三个sin操作。这些都不是快速的操作。仅这一点可能需要与整个四元数/向量旋转计算一样长。但是在执行此操作之后，您现在必须进行多次乘法并添加以计算3x3矩阵。然后，经过所有这些，你仍然需要实际矩阵乘以旋转矢量。