C++ 尝试在三维空间中旋转二维形状时出现问题

我正在开发一个批渲染器，但在为二维形状（如矩形或三角形）实现旋转功能时遇到了问题。我使用Vertex*（下面的struct Vertex代码）来存储位置和颜色值，这非常有效，直到我开始旋转

struct Vertex
{
    glm::vec3 position;
    glm::vec4 color;
};

我尝试制作一个mat4并相应地使用相应的旋转函数，在着色器中设置模型视图投影时效果很好，但是将数据转换为顶点不起作用，而且非常缓慢。因此，我想我使用了一些我在网上找到的数学知识，但我画的正方形有时会被拉伸成长方形，而且位置不正确。我现在花了很多时间，尝试了不同的东西，但没有任何效果。这就是为什么我希望有人能在我的代码中找到一个明显的bug，或者指导我找到一个好的源代码，在那里我可以阅读关于这个主题的内容（我发现的内容要么与我的目的无关，要么难以理解）

以下是我的总结代码，我尽量使其简短：

void rotateX(float angle) 
{
    yr = yr * cos(angle) - zr * sin(angle);
    zr = zr * cos(angle) + yr * sin(angle);
}

void rotateY(float angle)
{
    xr = xr * cos(angle) - zr * sin(angle);
    zr = zr * cos(angle) + xr * sin(angle);
}

void rotateZ(float angle)
{
    xr = xr * cos(angle) - yr * sin(angle);
    yr = yr * cos(angle) + xr * sin(angle);
}

std::array<Vertex, 4> createQuad(glm::vec3 pos, glm::vec3 rotation, glm::vec4 rgba)
{
    float xr = 1.0f;
    float yr = 1.0f;
    float zr = 1.0f;

    rotateX(rotation.x);
    rotateY(rotation.y);
    rotateZ(rotation.z);

    Vertex v0;
    v0.position = glm::vec3(pos.x,      pos.y + yr, pos.z);
    v0.color = rgba;

    Vertex v1;
    v1.position = glm::vec3(pos.x + xr, pos.y + yr, pos.z);
    v1.color = rgba;

    Vertex v2;
    v2.position = glm::vec3(pos.x + xr, pos.y, pos.z + zr);
    v2.color = rgba;

    Vertex v3;
    v3.position = glm::vec3(pos.x,      pos.y, pos.z + zr);
    v3.color = rgba;

    return { v0, v1, v2, v3 };
}

void rotateX（浮动角度）
{
yr=yr*cos（角度）-zr*sin（角度）；
zr=zr*cos（角）+yr*sin（角）；
}
空隙旋转（浮动角度）
{
xr=xr*cos（角度）-zr*sin（角度）；
zr=zr*cos（角度）+xr*sin（角度）；
}
空隙旋转（浮动角度）
{
xr=xr*cos（角度）-yr*sin（角度）；
yr=yr*cos（角度）+xr*sin（角度）；
}
std:：array createQuad（glm:：vec3位置、glm:：vec3旋转、glm:：vec4 rgba）
{
浮动xr=1.0f；
浮动yr=1.0f；
浮动zr=1.0f；
rotateX（rotation.x）；
rotateY（rotation.y）；
rotateZ（rotation.z）；
顶点v0；
v0.position=glm:：vec3（位置x、位置y+yr、位置z）；
v0.color=rgba；
顶点v1；
v1.position=glm:：vec3（位置x+xr，位置y+yr，位置z）；
v1.color=rgba；
顶点v2；
v2.position=glm:：vec3（位置x+xr、位置y、位置z+zr）；
v2.color=rgba；
顶点v3；
v3.position=glm:：vec3（pos.x，pos.y，pos.z+zr）；
v3.color=rgba；
返回{v0，v1，v2，v3}；
}

其他说明：

当我删除rotate（）和“+yr”时，代码运行良好。 我不能100%确定“+yr”，但我不知道如何绕y轴旋转

使用“[]”访问mat4的元素并没有给我提供正确的值，而且由于某些原因，它确实很滞后。这就是为什么如果可能的话，我会尽量避免这种情况，并采用原始数学

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我现在要去睡觉了，真的很晚了，我头痛。。。希望我的问题不是太愚蠢，那样的话，我很抱歉打扰你。提前感谢您的帮助

首先，更改

rotate

函数以接受向量作为参数，而不是将旋转应用于全局变量（或其他变量）

然后，代替一个向量：

r = {1, 1, 1}

使用两种方法：

r = {1, 0, 0}
s = {0, 1, 0}

旋转它们（使用相同的角度参数），然后构造正方形。（我不知道glm:：vec3的语法，但这是一个简单的向量加法）：

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您希望

createQuad

做什么？创建一个矩形？创建一个正方形？您希望创建的对象以

pos

为中心，还是将

pos

作为一个顶点？您是否有您提供的输入和所需输出的示例？“当我在着色器中设置模型视图投影时，效果很好，但将数据转换为顶点不起作用[…]”-为什么要这样做？在哪里应用投影矩阵？为什么不将向量乘以矩阵？@Beta，我希望createQuad在glm:：vec3位置创建一个正方形。然后，我返回的四个“结构顶点”可以轻松添加到顶点*，我通过glBufferSubData将其提供给GPU。现在，我不在乎它是围绕中心旋转还是在一个顶点旋转。输入时，x、y或z轴的角度大多为45度，但将正方形拉伸为矩形。此外，绕y轴旋转根本不起作用。我想要的输出是一个绕相应轴旋转的正方形。@rabbi76我想要从矩阵中获取数据，这样我就可以用它创建一个“结构顶点”。这样，我就可以将它们添加到我的顶点*并轻松地将它们发送到GPU。我在着色器中设置了投影矩阵和视图矩阵，因为它们不会更改。后来我想改变顶点的位置，但仍然是批处理的，这就是为什么我直接将它们交给GPU的原因。为了更改之前的位置，我更改了着色器中的矩阵，并执行了另一个绘制调用，这让我可以延迟。@KnightCode我不知道“我想从矩阵中获取数据，以便可以使用它创建“结构顶点”是什么意思。”。为什么要在CPU而不是GPU上进行模型转换？无论如何，在设置投影矩阵时，您是否注意到纵横比（矩形视口）。谢谢@Beta的帮助，我对旋转的理解和我的实现是有缺陷的。你的回答很清楚这一点！我还混合了度和弧度，当给这个函数它的旋转变量。希望你有一个愉快的一天！

Vertex v0 = pos;

Vertex v1 = pos + r;

Vertex v2 = pos + r + s;

Vertex v3 = pos + s;