Matrix JavaFX 8到俯仰、偏航和滚转旋转角度的变换

实现来自我的答案有一段代码，它将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时变化，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）

现在这就产生了一个问题，因为我不再能够得到实际的俯仰角、横滚角和偏航角

我过去经常这样跟踪他们（不考虑方向的变化）：

后来我提出了这个，更准确一点，但是如果角度没有直接修改（插入到主代码段中的n.getTransforms（）.add（all）之后），则不会跟踪发生的更改：

我一直在寻找解决方案，找到了最终变换的角度，但我没能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);

---

同样，我试图得到的是相对于场景坐标系的完整角度（由不同方向的三角洲角度进行的变换合成）。我在这方面真的很差，所以所有的帮助都会很好。

如果你想在几次旋转后的任何阶段获得俯仰、偏航和侧倾角度，你可以从3D模型的变换矩阵中获得它们

如果在多次旋转后查看变换矩阵：

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

您将看到如下内容：

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
    ]

如果需要角度，只需将此矩阵与以下矩阵进行比较：

如前所述，要获得滚动角度，可以使用

T.getMxx（）

和

T.getMyx（）

：

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（）

：

这将为上述矩阵提供您要查找的角度（弧度）：

---

这种方法是可行的，但角度似乎被限制在-90到90度之间，在到达边界后开始反转。这有点奇怪，因为atan2应该负责这一点。我真的不知道，但问题可能是在

matrixRotate（）

上获取旋转角度的方式。在一些情况下，特征值法会给你一些小故障……现在我对它进行了更多的测试，似乎只有偏航计算被关闭，俯仰和横滚在180到-180之间工作良好。我猜平方根会消除一半的结果？也许我可以处理异常……不过还有一件事，似乎是这样的：double yaw=Math.atan2（T.getMzx（），Math.sqrt（T.getMzy（）*T.getMzy（）+T.getMzz（）*T.getMzz（））；执行与double yaw=Math.toDegrees（Math.asin（T.getMxz（））完全相同的操作；当然，正如您在矩阵图上看到的，您可以从

Mxz

获得角度，但我认为使用

tan2

来覆盖更多情况是更好的方法。

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
    ]

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

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

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

roll: -0.39281984604895126
pitch: -0.356235553820928
yaw: 0.21033388848106072