带有 Sensor.TYPE_ROTATION_VECTOR 奇怪行为的 Rajawali 旋转相机

Posted 2023-02-22

【中文标题】带有 Sensor.TYPE_ROTATION_VECTOR 奇怪行为的 Rajawali 旋转相机

【英文标题】：Rajawali rotating camera with Sensor.TYPE_ROTATION_VECTOR strange behavior

【发布时间】：2016-02-23 14:19:21

【问题描述】：

我正在创建一个全景视图，它允许用户通过旋转他的智能手机来环顾四周。为此，我使用了 Rajawali 的 Skybox 和 TYPE_ROTATION_VECTOR 传感器。

我让它工作了，但只有当我向前看时（它实际上是基于我的旋转（偏航））

这是行为：

向前看：yaw = yaw，pitch = pitch，roll = roll 向左看：yaw = yaw，pitch = roll，roll = pitch 向后看：yaw = yaw，pitch = pitch * -1 和 roll = roll * -1。

现在我确实有预感发生了什么事。似乎“相机对象”一直在看同一个方向，即使它看起来没有。这意味着俯仰看起来与滚动相同，但实际上它仍然在俯仰，因为对象没有旋转。我把它比作在飞机上环顾四周。

我需要做什么来解决这个问题？

我有一种感觉，我将不得不使用 lookAt() 来旋转相机，但我不确定如何。

public class SkyboxFragment extends RajawaliFragment implements SensorEventListener 

    public static final String TAG = "SkyBoxFragment";
    private SensorManager mSensorManager;
    private float[] orientationVals = new float[3];
    private float[] mRotationMatrix = new float[16];
    private Sensor mRotVectSensor;

    @Override
    public View onCreateView(LayoutInflater inflater, ViewGroup container,
                             Bundle savedInstanceState) 
        super.onCreateView(inflater, container, savedInstanceState);

        LinearLayout ll = new LinearLayout(getActivity());
        ll.setOrientation(LinearLayout.VERTICAL);
        ll.setGravity(Gravity.CENTER_HORIZONTAL | Gravity.TOP);
        mSensorManager = (SensorManager) getActivity().getSystemService(
                Context.SENSOR_SERVICE);
        mRotVectSensor = mSensorManager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_ROTATION_VECTOR);
        mLayout.addView(ll);
        mSensorManager.registerListener(this,
                mRotVectSensor,
                10000);
        return mLayout;
    

    @Override
    public AExampleRenderer createRenderer() 
        mRenderer = new SkyboxRenderer(getActivity());
        return ((SkyboxRenderer) mRenderer);
    

    @Override
    public void onClick(View v) 

    

    @Override
    public void onSensorChanged(SensorEvent event) 

        if (event.sensor.getType() == Sensor.TYPE_ROTATION_VECTOR) 
            SensorManager.getRotationMatrixFromVector(mRotationMatrix, event.values);
            SensorManager.remapCoordinateSystem(mRotationMatrix, SensorManager.AXIS_X, SensorManager.AXIS_Z, mRotationMatrix);
            SensorManager.getOrientation(mRotationMatrix, orientationVals);
            orientationVals[0] = (float) Math.toDegrees(orientationVals[0]);
            orientationVals[1] = (float) Math.toDegrees(orientationVals[1]) * -1;
            orientationVals[2] = (float) Math.toDegrees(orientationVals[2]) * -1;
            //Log.d(TAG,  "YAW:" + orientationVals[0] + " PITCH:" + orientationVals[1] + "ROLL:" + orientationVals[2]);
        

    

    @Override
    public void onAccuracyChanged(Sensor sensor, int accuracy) 

    

    private final class SkyboxRenderer extends AExampleRenderer implements View.OnClickListener 

        private final Vector3 mAccValues;
        boolean odd = true;

        public SkyboxRenderer(Context context) 
            super(context);
            mAccValues = new Vector3();
        

        @Override
        protected void initScene() 
            getCurrentCamera().setFarPlane(1000);
            /**
             * Skybox images by Emil Persson, aka Humus. http://www.humus.name [e-mail]
             */
            try 
                getCurrentScene().setSkybox(R.drawable.posx, R.drawable.negx,
                        R.drawable.posy, R.drawable.negy, R.drawable.posz, R.drawable.negz);
             catch (ATexture.TextureException e) 
                e.printStackTrace();
            
        

        @Override
        protected void onRender(long ellapsedRealtime, double deltaTime) 
            super.onRender(ellapsedRealtime, deltaTime);
            getCurrentCamera().setRotation(orientationVals[2], orientationVals[0], orientationVals[1]);
        

        @Override
        public void onClick(View v) 
            try 
                if (odd) 
                    /**
                     * Skybox images by Emil Persson, aka Humus. http://www.humus.name [e-mail]
                     */
                    getCurrentScene().updateSkybox(R.drawable.posx2, R.drawable.negx2,
                            R.drawable.posy2, R.drawable.negy2, R.drawable.posz2, R.drawable.negz2);
                 else 
                    /**
                     * Skybox images by Emil Persson, aka Humus. http://www.humus.name [e-mail]
                     */
                    getCurrentScene().updateSkybox(R.drawable.posx, R.drawable.negx,
                            R.drawable.posy, R.drawable.negy, R.drawable.posz, R.drawable.negz);
                
             catch (Exception e) 
                e.printStackTrace();
             finally 
                odd = !odd;
            
        

        public void setAccelerometerValues(float x, float y, float z) 
            mAccValues.setAll(-x, -y, -z);
        
    

【参考方案1】：

你有两个问题。第一个是您描述的问题，但另一个问题是TYPE_ROTATION_VECTOR 的传感器受到附近磁铁（例如手机壳中的磁铁）的影响。

解决磁铁问题

一种解决方案可能是结合使用加速度计和陀螺仪。幸运的是，Google Cardboard SDK 已经把它抽象出来了。

您可以通过使用HeadTracker.createFromContext(this.getActivity()) 实例化com.google.vrtoolkit.cardboard.sensors.HeadTracker 的实例并在其上调用startTracking() 来跟踪当前旋转。

现在您不再需要onSensorChanged。相反，在您的 onRender 中，您可以这样做：

float[] R = new float[16];
headTracker.getLastHeadView(R, 0);

获取旋转矩阵。这解决了您未说明的磁场问题。

让相机正确环顾四周

使用此旋转矩阵将相机指向正确方向的最简单方法是将其转换为org.rajawali3d.math.Quaternion，然后调用getCurrentCamera().setCameraOrientation(quaternion);

从float[16] 到四元数的转换可能很难正确完成，但 Google Cardboard SDK 再次为您做到了。在这种情况下，它位于不再使用的旧类的源代码中：HeadTransform。

您可以轻松地将该代码修改为return new Quaternion(w, x, y, z);。

现在，如果您没有将 orientationVals[1] 和 orientationVals[2] 乘以 -1，这将导致与当前代码相同的问题。

然而，这个问题很容易通过反转旋转矩阵来解决。这将导致onRender 中的以下代码（假设getQuaternion(R) 返回org.rajawali3d.math.Quaternion）：

@Override
protected void onRender(long ellapsedRealtime, double deltaTime) 
    super.onRender(ellapsedRealtime, deltaTime);

    float[] R = new float[16];
    headTracker.getLastHeadView(R, 0);

    android.opengl.Matrix.invertM(R, 0, R, 0);

    Quaternion q = getQuaternion(R);

    getCurrentCamera().setCameraOrientation(q);