GLM 四元数反向偏航

Question

我正在使用 OpenGL 和 GLM 构建玩具 3D 引擎。我的轴系是右手的，X在右，Y在上，Z在后。

一个实体的变换由一个 3D 向量和一个 GLM 的四元数组成。物理模拟是二维的，所以一个实体的速度是一个二维向量（Y 上没有速度，只有 XZ，地平面）。同样，angular 速度仅围绕 Y 轴（偏航）。

// Properly integrate the change in velocities
auto deltaPos = (physics->velocity + physics->lastVelocity) * 0.5f * deltaTime;
auto deltaYaw = (physics->yawVelocity + physics->lastYawVelocity) * 0.5f * deltaTime;
// Apply the velocities
transform->position += glm::vec3 {deltaPos.x, 0, deltaPos.y} * transform->orientation
transform->orientation = glm::quat(glm::vec3 {0, deltaYaw, 0}) * transform->orientation;

我正在用自上而下的相机渲染世界，将方向转换为 4x4 矩阵，将它（以正确的顺序）与缩放和平移矩阵相乘：

glm::mat4x4 transformMat =
        glm::translate(transform->position) *
        glm::mat4x4(transform->orientation) *
        glm::scale(glm::vec3 {size.x, 1.0f, size.y});

.. 并将其发送到着色器，在那里它与点坐标以及投影和视图矩阵相乘：

// projView is projection * view
gl_Position = projView * transform * vec4(vertPosition.xyz, 1.0);

然而，虽然这段代码看起来很简单，但对象的偏航似乎有时会翻转。当一个对象向左转时，它开始在世界中向左移动（position += deltaPosition * orientation 行正常工作），但它呈现为向右旋转，但向左移动。这是示例图片：

似乎四元数的表示，或者至少是它的四元数-矩阵转换，否定了旋转的偏航 "component"，就像 Y 向下而不是向上一样。然而，当一个向量被那个四元数旋转时，它似乎表现得很好，就像 Y 向上一样。有趣的是，代码的另一部分（处理车辆的转弯）似乎只有在四元数通过 -yaw 而不是 yaw 旋转时才能正常工作。（渲染问题仍然存在）。

任何解决此问题的解释或方法？

Answer 1

原来我错误地应用了四元数：在这一行：

transform->position += glm::vec3 {deltaPos.x, 0, deltaPos.y} * transform->orientation

GLM 中的乘法定义实际上是将向量旋转四元数的倒数。正确的行是：

transform->position += transform->orientation * glm::vec3 {deltaPos.x, 0, deltaPos.y};

感谢 Nico Schertler 将我的注意力引向正确的方向。

GLM 四元数反向偏航

GLM quaternion reversed yaw

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