Russian Qt Forum

Всем привет еще раз.

Этот вопрос следует из предыдущего поста (http://www.prog.org.ru/topic_32989_0.html),
где речь шла об определении проекций вектора гравитации на оси акселерометра.

Но теперь задачка немного другая..

А допустим что акселерометр (условно - некий объект) находится внутри какого-то другого объекта (ну, или лежит на нем).
И у каждого из объектов есть возможность их поворота по трем осям X,Y,Z (см рисунок).

1. Изначально угол поворота акселерометра и его "контейнера" равны нулю, относительно земли (некоей неподвижной системы отсчета).

2. Далее, допустим, что акселерометр крутанули вокруг какой-то оси на какой то угол, например на 30 градусов.

3. Теперь мы повернули и сам контейнер вокруг той же оси на какой-то угол, например 30 градусов.

4. Вопрос, а каким теперь будет угол поворота акселерометра вокруг этой же оси относительно земли?


Очевидно, что в этом частном случае что на картинке - он будет 60 градусов?
Но как быть в общем случае, когда вращение идет в пространстве?

Можно ли просто суммировать углы поворота вокруг осей каждого из объектов (а вдруг их будут больше двух, например,
акселерометр может лежать на черепахе, которая может наклоняться в любую сторону, и сама черепаха стоит на слонах,
которые тоже могут играть в присядки)?

Или же опять нужно что-то городить в матрицами? Если да, то как это делается?  ::)

При этом, как я понимаю, каждый объект имеет свою матрицу и прочие 3-д параметры

 

Т.е. грубо говоря, что то вроде:

Entity { // Некий контейнер - большой куб, содержит под-объект - малый куб.
    components: [
        Mesh { source: "qrc:/assets/models/big-cube.obj" },
        Transform {
              // Содержит все 3-д свойства большого куба (матрицы и прочее)
        },
        PhongMaterial { ambient: "green" }
    ]
 
    Entity { // Некий чайлд - малый куб
        components: [
            Mesh { source: "qrc:/assets/models/small-cube.obj" },
            Transform {
                  // Содержит все 3-д свойства малого куба (матрицы и прочее)
            },
            PhongMaterial { ambient: "red" }
        ]
    }
}
 

Так вот, надо как то найти углы поворота малого куба относительно глобальной неподвижной системы координат (или как там она называется),
после того как мы повращали большой куб, а в нем - еще и малый вокруг их локальных координат.

"Мир" :)

НЕТ, углы Эйлера нельзя суммировать, рез-т неверен (причем подленько,  много частных случаев где работает)

Если есть отношение parent-child, то матрица чайлда может уже и включать матрицу парента, убедитесь что в Вашей системе это так (поверните только парент и напечатайте матрицу чайлда).  Если нет, то просто перемножить матрицы. Дальше извлекаете углы Эйлера из матрицы.

И вот тут Вы вступили в бооольшое говно.

1) Извлечения углов я в букваре не помню, может придется искать в инете. Ну это еще цветочки

2) Эта операция неоднозначна. Вот если "из углов сделать матрицу" - все норм, но одна и та же матрица может быть получена из неск комбинаций углов. Любая реализация может выдать "странный" рез-т, типа 10 + 10 = 100. Формально он корректен, вращение получается то же самое, но возникают проблемы с UI и.т.п.

Собсно это то за что и матюкают углы Эйлера (и хвалят кватернионы)

К сожалению, не включает.


Да, спс, я попробовал так:

C++ (Qt)
    QMatrix4x4 m =  matrix1 * matrix2;
    QVector3D gravity(0, -1, 0);
    QVector3D v = m.mapVector(gravity);
    qDebug() << v;
 

но почему то это не работает в случае, если :

0. Начальная позиция - все ок, вектор гравитации вдоль оси Y - QVector3D(0, -1, 0)
1. Потом повернули большой куб вокруг оси X - на 90 град - все ок, теперь вектор гравитации вдоль оси Z - QVector3D(0, 0, -1)
2. Теперь вращаем малый куб вокруг оси Y - и результат не меняется, хотя теперь вектор гравитации должен распределяться между осями X и Z

Может надо еще что-то делать с матрицами, а не только перемножать?


И как их можно использовать? Есть мысли? т.к. у каждого объекта также есть свойство `rotation`, которое является кватернионом.

Я даже картинки приататчил.

И вот код (QML):

import Qt3D.Core 2.0
import Qt3D.Extras 2.15
import Qt3D.Input 2.0
import Qt3D.Render 2.15
 
import QtQuick.Scene3D 2.0
 
Scene3D {
    focus: true
    aspects: ["input", "logic"]
    cameraAspectRatioMode: Scene3D.AutomaticAspectRatio
 
    property alias bigCubeRotationX: bigCuberansform.rotationX
    property alias bigCubeRotationZ: bigCuberansform.rotationZ
    property alias smallCubeRotationY: smallCuberansform.rotationY
 
    function calculateMatrix(bigMatrix, smallMatrix) {
        detector.setupObjectMatrix(bigMatrix, smallMatrix);
    }
 
    Entity {
        components: [
            RenderSettings {
                activeFrameGraph: ForwardRenderer {
                    camera: camera
                    clearColor: "white"
                }
            },
            InputSettings { }
        ]
 
        Camera {
            id: camera
            projectionType: CameraLens.PerspectiveProjection
            fieldOfView: 45
            position: Qt.vector3d(0.0, 1, 3.0)
            upVector: Qt.vector3d(0.0, 1.0, 0.0)
            viewCenter: Qt.vector3d(0.0, 0.0, 0.0)
        }
 
        FirstPersonCameraController {
            camera: camera
            linearSpeed: 10.0
            acceleration: 5.0
            deceleration: 5.0
        }
 
        Entity {
            components: [
                PointLight {},
                Transform { translation: camera.position }
            ]
        }
 
        Entity {
            components: [
                CuboidMesh {
                    xExtent: 1
                    yExtent: 0.2
                    zExtent: 0.5
                },
                Transform {
                    id: bigCuberansform
                    onMatrixChanged: calculateMatrix(bigCuberansform.matrix, smallCuberansform.matrix)
                },
                PhongAlphaMaterial {
                    alpha: 0.8
                    diffuse: "red"
                }
            ]
 
            Entity {
                components: [
                    CuboidMesh {
                        xExtent: 0.5
                        yExtent: 0.1
                        zExtent: 0.2
                    },
                    Transform {
                        id: smallCuberansform
                        onMatrixChanged: calculateMatrix(bigCuberansform.matrix, smallCuberansform.matrix)
                    },
                    PhongAlphaMaterial {
                        alpha: 0.8
                        diffuse: "green"
                    }
                ]
            }
        }
    }
}
 
 

И CPP:

C++ (Qt)
void OrientationDetector::setupObjectMatrix(const QMatrix4x4 &matrix1, const QMatrix4x4 &matrix2)
{
    QMatrix4x4 m =  matrix1 * matrix2;
    QVector3D gravity(0, -1, 0);
    QVector3D v = m.mapVector(gravity);
    qDebug() << v;
}
 

Могут быть определены доп правила трансформа иерархии (напр "наследовать scale парента или нет" и.т.п). Если их нет - то только умножение

Замечания:

1) Для тестов есть хороший угол 30 градусов (cos = 0.866, sin = 0.5, эти числа легко узнать). А вoт с углами 90 легко заблудиться.

2) Обратите внимание что базис (как направлены оси в мире, Вы нарисовали тройку XYZ) не совпадает с тем что Вы показывали для прибора.

Теперь по картинкам. Первый поворот: локальная ось Y (произведения матриц) теперь направлена "на нас" (или "от нас", здесь не играет роли) в мире. Вектор гравитации в мире (0, -1, 0) "вниз", но в локальной СК это (0, 0, -1).

Второй поворот: а теперь Вы вокруг той же самой локальной оси Y и крутите. Конечно сама она никак не меняется. Др словами второй поворот вокруг самого вектора гравитации

Итого: все работает, никакого "касяка" нет  :)

Ну если Вы хотите получить/иметь именно "углы" - то проблема неизбежна. Поэтому

1) Попробовать "обойти" проблему. Убедитесь что углы совершенно необходимы. В принципе они нужны только для одного: предъявить их юзверю в UI, кватернионы для этого не подходят, матрицы тем более. Если же нужен "просто поворот", то его можно (и нужно) делать матрицей, все равно ее придется делать из углов

2) Найти в инете "matrix to euler angles XYZ" и реализовать. Возможно "прыжки углов" для Вас вовсе не проблема, вращение остается корректным.

Edit: да, и убедитесь что матрицы помножены верно (парент x чайлд)