JavaFX 8 转换为俯仰、偏航和滚动旋转角度

Question

实现this thread 的答案我有这段代码可以将 deltayaw、deltaroll 和 deltapitch 角度转换为一个角度并围绕它旋转一个节点。作为参数的角度是角度的瞬间变化，因为给出整个角度会忽略方向的变化。

    public static void matrixRotate(Group n, double deltaroll, double deltapitch, double deltayaw){    
    double A11 = Math.cos(deltaroll)*Math.cos(deltayaw);
    double A12 = Math.cos(deltapitch)*Math.sin(deltaroll)+Math.cos(deltaroll)*Math.sin(deltapitch)*Math.sin(deltayaw);
    double A13 = Math.sin(deltaroll)*Math.sin(deltapitch)-Math.cos(deltaroll)*Math.cos(deltapitch)*Math.sin(deltayaw);
    double A21 =-Math.cos(deltayaw)*Math.sin(deltaroll);
    double A22 = Math.cos(deltaroll)*Math.cos(deltapitch)-Math.sin(deltaroll)*Math.sin(deltapitch)*Math.sin(deltayaw);
    double A23 = Math.cos(deltaroll)*Math.sin(deltapitch)+Math.cos(deltapitch)*Math.sin(deltaroll)*Math.sin(deltayaw);
    double A31 = Math.sin(deltayaw);
    double A32 =-Math.cos(deltayaw)*Math.sin(deltapitch);
    double A33 = Math.cos(deltapitch)*Math.cos(deltayaw);

    double d = Math.acos((A11+A22+A33-1d)/2d);
    if(d!=0d){
        double den=2d*Math.sin(d);
        Point3D p= new Point3D((A32-A23)/den,(A13-A31)/den,(A21-A12)/den);
        Rotate r = new Rotate();
        r.setAxis(p);
        r.setAngle(Math.toDegrees(d));
        n.getTransforms().add(r);
        Transform all = n.getLocalToSceneTransform();
        n.getTransforms().clear();
        n.getTransforms().add(all);               
    }
}

（我使用旋转是因为我需要始终围绕原点而不是中心旋转对象）

现在这产生了一个问题，因为我不再能够获得实际的俯仰角、滚动角和偏航角。

我以前是这样跟踪它们的（不考虑方向的变化）：

roll +=deltaroll;
pitch += deltapitch;
yaw += deltayaw;

后来我想出了这个，它更准确一点，但是如果没有直接修改角度（插入在 n.getTransforms().add(all) 之后），则不会跟踪发生的变化在主 sn-p):

roll+= Math.toDegrees(d)*((A32-A23)/den);
pitch += Math.toDegrees(d)*((A13-A31)/den);
yaw += Math.toDegrees(d)*((A21-A12)/den);  

我一直在寻找解决方案，发现 this answer 应该给出最终变换的角度，但我无法让它适用于所有角度。

double xx = n.getLocalToSceneTransform().getMxx();
double xy = n.getLocalToSceneTransform().getMxy();
double roll = Math.atan2(-xy, xx);

我再次尝试获得的是相对于场景的坐标系统的全角度（由不同方向的增量角度进行的变换合成）。我在这方面真的很糟糕，所以所有的帮助都会很棒。

Answer 1

如果你想得到经过几次旋转后任意阶段的俯仰角、偏航角和滚动角，可以从3D模型的变换矩阵中得到。

如果你看看几次旋转后的变换矩阵：

Transform T = model3D.getLocalToSceneTransform();
System.out.println(T);

你会看到这样的东西：

Transform [
        0.9034731871219395, -0.4260296991535005, -0.04727468234587054, 1.4044414829046357
        0.3743586809560477, 0.837958815679334, -0.39709016761704913, 0.5234811188037405
        0.2087864414768669, 0.3410626315861443, 0.9165612381019399, -1.1277640590168572
    ]

如果你想要角度，你只需要将这个矩阵与这个answer中的这个矩阵进行比较：

正如您已经说过的，要获得滚动角，您可以使用 T.getMxx() 和 T.getMyx()：

double roll = Math.atan2(-T.getMyx(),T.getMxx());

现在，对于音高，您可以以相同的方式使用T.getMzy() 和T.getMzz()：

double pitch = Math.atan2(-T.getMzy(),T.getMzz());

最后，对于偏航，使用T.getMzx()、T.getMzy() 和T.getMzz()：

double yaw = Math.atan2(T.getMzx(),Math.sqrt(T.getMzy()*T.getMzy()+T.getMzz()*T.getMzz()));

这将为上述矩阵提供您正在寻找的角度（以弧度为单位）：

roll: -0.39281984604895126
pitch: -0.356235553820928
yaw: 0.21033388848106072