glm::quatLookAt 返回一个 NaN 四元数

Posted 2023-02-22

【中文标题】glm::quatLookAt 返回一个 NaN 四元数

【英文标题】：glm::quatLookAt Return a NaN quaternion [closed]

【发布时间】：2020-09-16 16:43:54

【问题描述】：

我有一个 LookAt 函数（取自 here），它计算一个四元数：

Camera& Camera::LookAt(const glm::vec3& lookat)noexcept
   glm::vec3  direction = lookat - transform.GetPosition();
   float directionLength = glm::length(direction);

   if(!(directionLength > 0.0001)) // Check if the direction is valid; Also deals with NaN
       transform.SetRotation(glm::quat(1, 0, 0, 0));
       return *this;
   
   direction /= directionLength; // Normalize direction

   if(glm::abs(glm::dot(direction, transform.GetWorldUp())) > .9999f) 
       transform.SetRotation(glm::inverse(glm::quatLookAt(direction, transform.GetUp())));// Use relative up
    else 
       transform.SetRotation(glm::inverse(glm::quatLookAt(direction, transform.GetWorldUp())));
   
   return *this;

由于某种原因，当相机的第一个位置是 0 0 20（四元数为 1 0 0 0）并且我将其更改为 0 20 0 并调用 LookAt() 时，我的四元数最终只有 NaN。如果相机第一个位置不是 0 0 20（或 20 0 0），它可以正常工作。

这是我的控制台（我在 LookAt 函数和转换之前添加了几个 std::cout）：

我不知道发生了什么，有人可以帮助我吗？

编辑：

这是我写的新函数，它检查两个方向是否平行。如果是，它会稍微改变方向以防止平行：

Camera& Camera::LookAt(const glm::vec3& lookat)noexcept
    glm::vec3 direction = glm::normalize( lookat - transform.GetPosition());
    if(!(glm::length(direction) > 0.0001)) // Check if the direction is valid; Also deals with NaN
        transform.SetRotation(glm::quat(1, 0, 0, 0));
        return *this;
    
    //Check if We must use relative Up
    glm::vec3 upToUse = transform.GetWorldUp();
    if(glm::abs(glm::dot(direction, transform.GetWorldUp())) > .9999f) upToUse = transform.GetUp();
    //Check if parallel
    if(glm::vec3(0.0f) == glm::cross(transform.GetUp(),direction) ) direction = glm::normalize(lookat - (transform.GetPosition() + glm::vec3(0.001f,0.0f,0.001f))); //Change position and recalculate direction
    //Calcul new quaternion
    transform.SetRotation(glm::inverse(glm::quatLookAt(direction, upToUse)));
    return *this;
 

【问题讨论】：

什么是向上向量？你没有打印出来

@user253751 在 LookAt 调用之前：0 1 0

@Rabbid76 实际上第二个是“向上向量”，而不是旋转轴。

【参考方案1】：

您要求 GLM 创建一个四元数，该四元数将使 Z 方向 (0, -1, 0)（方向向量）和 Y 方向也 (0, 1, 0)（向上向量）。

这是不可能的。任何旋转都不会使 Y 轴和 Z 轴指向彼此相反的方向。您需要指定一个不同的向上向量。

请注意，向上向量不必垂直于方向向量，因为 GLM 会忽略不垂直的部分。但它必须至少有一点垂直。

【讨论】：

我明白了，谢谢！