在 OpenGL ES2 模型旋转的旋转矩阵中切换设备轴

Question

我正在尝试旋转位于我的 OpenGL 世界的 (X,Y,Z)=(0,0,0) 的模型（地形）。 +X 是东，-Z 是北，+Y 是海拔。视图正在寻找-Y，因为设备位于指向北方的桌子上时，设备的欧拉角为(0°,0°,0°)。

问题：

我需要切换设备的轴以将测量角度device -y 更改为device z。

目前围绕device x-axis 工作（结果围绕World X-axis 旋转）。

但是围绕device y 旋转会导致围绕World Y 旋转而不是World -Z 并围绕device z 旋转会导致围绕World Z 而不是World Y 旋转。

现在我已经没有如何解决这个问题的想法了。哪位大神可以指点一下？

    (OpenGL)                         (Device)

   ^ +Y-axis                       ^ +z-axis                                  
   *                               *                                 
   *                               *                                 
   *                               *    ^ +y-axis (North)               
   *                               *   *                               
   *                               *  *                                
   *                               * *                                 
   ************> + X-axis          ************> +x-axis                      
  *                                                                   
 *                                                                    
v +Z-axis (Minus North)    

到目前为止我所做的尝试：

• 使用来自SensorManager.getOrientation 的欧拉角 并切换角度工作正常，尽管我在接近 90 度的俯仰角处进入万向节锁定。所以我正在寻找另一种解决方案（SensorManager 旋转矩阵或四元数）。
• SensorManager.remapCoordinateSystem 在几乎所有可能的星座中 -> 无济于事
• 从 SensorManager.getRotationMatrix 更改我的旋转矩阵的列/行 -> 没有帮助

Answer 1

嗯，我找到了一个使用四元数的非常简单的解决方案。 轴在最后被切换。

另见：

• 基于this解决方案
• SensorEvent.values (--> Sensor.TYPE_ROTATION_VECTOR)
• SensorManager.getQuaternionFromVector

现在我仍然想知道如何启用 90 度以上的俯仰角（在纵向模式下）。有什么想法吗？

活动：

private SensorManager sensorManager;
private Sensor rotationSensor;

public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
  ...
  rotationSensor = sensorManager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_ROTATION_VECTOR);
  ...
}

// Register/unregister SensorManager Listener at onResume()/onPause() !

public void onSensorChanged(SensorEvent event) {

  if (event.sensor.getType() == Sensor.TYPE_ROTATION_VECTOR) {
    // Set rotation vector
    MyRenderer.setOrientationVector(event.values);
  }

}

MyRenderer：

float[] orientationVector = new float[3];

public void setOrientationVector (float[] vector) {

  // Rotation vector to quaternion
  float[] quat = new float[4];
  SensorManager.getQuaternionFromVector(quat, vector);
  // Switch quaternion from [w,x,y,z] to [x,y,z,w]
  float[] switchedQuat = new float[] {quat[1], quat[2], quat[3], quat[0]};

  // Quaternion to rotation matrix
  float[] rotationMatrix = new float[16];
  SensorManager.getRotationMatrixFromVector(rotationMatrix, switchedQuat);

  // Rotation matrix to orientation vector
  SensorManager.getOrientation(rotationMatrix, orientationVector);

}

public void onDrawFrame(GL10 unused) {
  ...
  // Rotate model matrix (note the axes beeing switched!)
  Matrix.rotateM(modelMatrix, 0,
    (float) (orientationVector[1] * 180/Math.PI), 1, 0, 0);

  Matrix.rotateM(modelMatrix, 0,
    (float) (orientationVector[0] * 180/Math.PI), 0, 1, 0);

  Matrix.rotateM(modelMatrix, 0,
    (float) (orientationVector[2] * 180/Math.PI), 0, 0, 1);
  ...
}