OpenGL ArcBall 旋转和动画使用插值？答案

【问题标题】：OpenGL ArcBall rotation and animation using interpolation?OpenGL ArcBall 旋转和动画使用插值？
【发布时间】：2012-01-04 16:43:23
【问题描述】：

在我的 OpenGL 应用程序中，我需要使用 ArcBall 旋转来使用鼠标旋转对象。

但我的问题是我还需要在保存的两个状态之间为我的对象设置动画。那就是——

State(1)= (位置 X1,位置 Y1,位置 Z1,旋转 1);

State(2)= (位置 X2,位置 Y2,位置 Z2, 旋转 2);

*这些“旋转”是旋转矩阵

并且动画是分n步完成的。

如果我对三个轴（滚动、俯仰、偏航）使用 3 个单独的角度，我可以轻松地插入角度。但是，由于 ArcBall 使用旋转矩阵，我如何插入 State 1 和 State2 之间的旋转？

有什么建议吗？

【问题讨论】：

【解决方案1】：

使用四元数 (SLERP)。旋转矩阵和欧拉角都不适合插值。

【讨论】：

【解决方案2】：

在内部使用矩阵或四元数进行旋转表示。使用roll/pitch/yaw，理论上你可以对角度进行插值，但这并不是每次都能奏效——请阅读Gimbal lock。

使用四元数，旋转插值很容易 - 只需插值单个坐标（就像使用 r/p/y 角度一样），必要时进行归一化。然后，您必须调整渲染函数以使用四元数（但我假设您已经这样做了，因为您自己提到了四元数）。

使用 Matrixes 插值不是很好，几年前我一直在努力解决它，我只记得我最终决定使用四元数。所以我不能就此提出建议，抱歉。

【讨论】：

您遇到矩阵问题的原因是，笛卡尔坐标系的插值旋转不是线性无关的。您需要将其移动到它所在的某个坐标系中。与圆柱坐标一样，圆柱轴是旋转轴（球坐标也是如此，但圆柱的计算成本较低）。