如何使用 glm::mat4 手动正确编写旋转矩阵？

Posted 2023-02-22

【中文标题】如何使用 glm::mat4 手动正确编写旋转矩阵？

【英文标题】：How to correctly write rotation matrices by hand using glm::mat4?

【发布时间】：2016-10-03 22:58:35

【问题描述】：

我正在编写一个 OpenGL 程序，并且对于该程序，我正在尝试手动编写一些旋转矩阵（我知道 glm::rotate，但这是针对一个类，所以我不能使用该函数），但是它似乎不像我想要的那样工作。

我正在绘制一个场景，其中有一个停车场和一辆汽车，轮胎是分开绘制的，轮胎随着相机移动而不是原地不动： 如您所见，轮胎朝相机方向略微旋转，看起来像。

编辑：此外，在绘制其他对象（旋转的）时，它们似乎会倾斜：

注意高度倾斜的建筑。

据我了解，旋转矩阵应该是这样的：

这就是我在代码中所做的（为简洁起见，关于翻译和缩放的部分省略了）：

//glm::mat4 rotXMatrix = glm::rotate(rotation.x, glm::vec3(1, 0, 0));
glm::mat4 rotXMatrix = glm::mat4(1.0f);
rotXMatrix[1][1] = cos(rotation.x);
rotXMatrix[1][2] = sin(rotation.x);
rotXMatrix[2][1] = -sin(rotation.x);
rotXMatrix[2][2] = cos(rotation.x);
//glm::mat4 rotYMatrix = glm::rotate(rotation.y, glm::vec3(0, 1, 0));
glm::mat4 rotYMatrix = glm::mat4(1.0f);
rotXMatrix[0][0] = cos(rotation.y);
rotXMatrix[0][2] = -sin(rotation.y);
rotXMatrix[2][0] = sin(rotation.y);
rotXMatrix[2][2] = cos(rotation.y);
//glm::mat4 rotZMatrix = glm::rotate(rotation.z, glm::vec3(0, 0, 1));
glm::mat4 rotZMatrix = glm::mat4(1.0f);
rotXMatrix[0][0] = cos(rotation.z);
rotXMatrix[0][1] = sin(rotation.z);
rotXMatrix[1][0] = -sin(rotation.z);
rotXMatrix[1][1] = cos(rotation.z);

glm::mat4 rotMatrix = rotZMatrix * rotYMatrix * rotXMatrix;
return posMatrix * rotMatrix * scaleMatrix;

当我不手动操作时它可以正常工作（使用glm::rot，如注释掉的部分所示，所以我想知道我对旋转矩阵的构造方式有什么误解。我很确定[] 的顺序是正确的，因为我可以使用相同的符号手动构建用于平移和缩放的矩阵，并且它可以正确缩放和移动对象。

编辑：请注意，这些变换矩阵是针对对象的，不是相机的。

【参考方案1】：

您正在修改错误的矩阵

glm::mat4 rotYMatrix = glm::mat4(1.0f);
rotXMatrix[0][0] = cos(rotation.y);
rotXMatrix[0][2] = -sin(rotation.y);
rotXMatrix[2][0] = sin(rotation.y);
rotXMatrix[2][2] = cos(rotation.y);

您正在构造rotYMatrix，但修改rotXMatrix。

【讨论】：

哦。呃……谢谢。我没有意识到我忘记将 X 更改为 Y 然后更改为 Z