C++ 使用四元数旋转摄影机

我试图制作一个可以在按下箭头键时旋转的相机，但是，当我转动相机并尝试旋转它时，它不会绕正确的轴旋转

例如，我的上方向向量是（0，1，0）。我可以完美地左右旋转我的相机，因为这个向量是恒定的。当我试图绕相机的右轴旋转时，相机无法工作。如果我将相机向左或向右旋转，并围绕右轴旋转，它通常会以不正确的奇怪方向处理轴。这不应该是这样的，因为我仍然可以完美地移动我的相机，它只是不能正确旋转

以下是所有相关代码。我不知道为什么旋转是围绕y轴的，而不是其他任何轴

// m_rotation is a Quaternion and rotation is a 4x4 view matrix

// Rotate around y-axis when left arrow pressed
// This works perfectly
if ( Input::IsKeyDown( Input::KEY_LEFT_ARROW ) ) {
    Rotate( Vector3<float>( 0, -1, 0 ), m_sensitivity );
}

// When down arrow is pressed, rotate around right axis
// This rotates around strange axis
if ( Input::IsKeyDown( Input::KEY_DOWN_ARROW ) ) {
    Rotate( m_rotation.GetRight( rotation ), m_sensitivity );
}

// Rotate methods
void Camera::Rotate( const Vector3<float> &axis, float angle ) {
    Rotate( Quaternion( axis, angle ) );
}

void Camera::Rotate( const Quaternion &quaternion ) {
    m_rotation = Quaternion( ( quaternion * m_rotation ).Normalized() );
}

// Quaternion code
Quaternion( const Vector3<float> &vect, float angle ) {
    float sinAngle = sinf( angle / 2.0f );
    float cosAngle = cosf( angle / 2.0f );

    ( *this )[ 0 ] = vect[ 0 ] * sinAngle;
    ( *this )[ 1 ] = vect[ 1 ] * sinAngle;
    ( *this )[ 2 ] = vect[ 2 ] * sinAngle;
    ( *this )[ 3 ] = cosAngle;
}

inline Quaternion operator*( const Quaternion &quat ) const {
    Quaternion ret;

    ret[ 3 ] = ( ( *this )[ 3 ] * quat[ 3 ] ) - ( ( *this )[ 0 ] * quat[ 0 ] ) - ( ( *this )[ 1 ] * quat[ 1 ] ) - ( ( *this )[ 2 ] * quat[ 2 ] );
    ret[ 0 ] = ( ( *this )[ 3 ] * quat[ 0 ] ) + ( ( *this )[ 0 ] * quat[ 3 ] ) + ( ( *this )[ 1 ] * quat[ 2 ] ) - ( ( *this )[ 2 ] * quat[ 1 ] );
    ret[ 1 ] = ( ( *this )[ 3 ] * quat[ 1 ] ) + ( ( *this )[ 1 ] * quat[ 3 ] ) + ( ( *this )[ 2 ] * quat[ 0 ] ) - ( ( *this )[ 0 ] * quat[ 2 ] );
    ret[ 2 ] = ( ( *this )[ 3 ] * quat[ 2 ] ) + ( ( *this )[ 2 ] * quat[ 3 ] ) + ( ( *this )[ 0 ] * quat[ 1 ] ) - ( ( *this )[ 1 ] * quat[ 0 ] );

    return ret;
}

inline Vector3<float> GetRight( const Matrix4<float> &viewMatrix ) const {
    return Vector3<float>( rotation[ 0 ][ 0 ], rotation[ 1 ][ 0 ], rotation[ 2 ][ 0 ] );
}

//m_旋转是四元数，旋转是4x4视图矩阵
//按下左箭头时绕y轴旋转
//这很好用
if（输入：：IsKeyDown（输入：：键\左箭头））{
旋转（矢量3（0，-1,0），m_灵敏度）；
}
//按下向下箭头时，绕右轴旋转
//它绕着奇怪的轴旋转
if（输入：：IsKeyDown（输入：：键向下箭头））{
旋转（m_旋转。GetRight（旋转），m_灵敏度）；
}
//轮换方法
无效摄影机：：旋转（常量向量3和轴、浮动角度）{
旋转（四元数（轴、角度））；
}
无效摄影机：：旋转（常量四元数和四元数）{
m_旋转=四元数（（四元数*m_旋转）.Normalized（））；
}
//四元数码
四元数（常量向量3和向量、浮动角度）{
浮动sinAngle=sinf（角度/2.0f）；
浮动余弦角=余弦角（角/2.0f）；
（*此）[0]=vect[0]*sinAngle；
（*此）[1]=vect[1]*sinAngle；
（*此）[2]=vect[2]*正弦角度；
（*此）[3]=余角；
}
内联四元数运算符*（常数四元数和四元数）常数{
四元数ret；
ret[3]=（*这个）[3]*四元[3]）-（*这个[0]*四元[0]）-（（*这个[1]*四元[1]）-（*这个[2]*四元[2]）；
ret[0]=（*这个）[3]*四元[0]）+（*这个）[0]*四元[3]）+（*这个[1]*四元[2]）-（*这个[2]*四元[1]）；
ret[1]=（*这个）[3]*四元[1]）+（*这个[1]*四元[3]）+（*这个[2]*四元[0]）-（*这个[0]*四元[2]）；
ret[2]=（*这个）[3]*四元[2]）+（*这个）[2]*四元[3]）+（*这个[0]*四元[1]）-（*这个[1]*四元[0]）；
返回ret；
}
内联向量3 GetRight（常量矩阵4和viewMatrix）常量{
返回向量3（旋转[0][0]、旋转[1][0]、旋转[2][0]）；
}

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非常感谢您的帮助或建议。谢谢。

经过几天的各种尝试，我发现了问题所在。我忘了四元数相乘时是非交换的。这导致摄像机以奇怪的方式旋转。所以为了解决这个问题，我所要做的就是修改这个代码

void Camera::Rotate( const Quaternion &quaternion ) {
     m_rotation = Quaternion( ( quaternion * m_rotation ).Normalized() );
} 

对此

void Camera::Rotate( const Quaternion &quaternion ) {
     m_rotation = Quaternion( ( m_rotation * quaternion ).Normalized() );
} 

我想发布这篇文章，希望它对将来的人有所帮助