Jak wdrożyć kamerę opartą na ćwiartce?

AKTUALIZACJA Błąd tutaj był dość prosty. Przegapiłem konwersję radianów na stopnie. Nie musisz czytać wszystkiego, jeśli masz jakiś inny problem.

Przejrzałem kilka samouczków na ten temat i kiedy pomyślałem, że rozumiem, próbowałem wdrożyć kamerę opartą na czwartorzędu. Problem polega na tym, że nie działa poprawnie po obróceniu o ok. 10 stopni przeskakuje z powrotem do -10 stopni. Nie mam pojęcia, co jest nie tak. Używam openTK i ma już klasę czwartorzędu. Jestem noobem w Opengl, robię to dla zabawy i tak naprawdę nie rozumiem czwartorzędów, więc prawdopodobnie robię tutaj coś głupiego. Oto trochę kodu: (Właściwie prawie cały kod z wyjątkiem metod, które ładują i rysują vbo (pochodzi z próbki OpenTK, która demonstruje vbo-s))

Ładuję sześcian do vbo i inicjuję kwaternion dla kamery

protected override void OnLoad(EventArgs e) {
    base.OnLoad(e);

    cameraPos = new Vector3(0, 0, 7);
    cameraRot = Quaternion.FromAxisAngle(new Vector3(0,0,-1), 0);

    GL.ClearColor(System.Drawing.Color.MidnightBlue);
    GL.Enable(EnableCap.DepthTest);

    vbo = LoadVBO(CubeVertices, CubeElements);
}

Ładuję tutaj rzut perspektywiczny. Jest to ładowane na początku i za każdym razem, gdy zmieniam rozmiar okna.

protected override void OnResize(EventArgs e) {
    base.OnResize(e);

    GL.Viewport(0, 0, Width, Height);

    float aspect_ratio = Width / (float)Height;

    Matrix4 perpective = Matrix4.CreatePerspectiveFieldOfView(MathHelper.PiOver4, aspect_ratio, 1, 64);
    GL.MatrixMode(MatrixMode.Projection);
    GL.LoadMatrix(ref perpective);
}

Tutaj otrzymuję ostatnią wartość obrotu i tworzę nową ćwiartkę, która reprezentuje tylko ostatni obrót i mnożę ją przez ćwiartkę kamery. Następnie przekształcam to w kąt osi, aby OpenGL mógł z niego korzystać. (Tak to zrozumiałem z kilku samouczków czwartorzędu online)

protected override void OnRenderFrame(FrameEventArgs e) {
    base.OnRenderFrame(e);

    GL.Clear(ClearBufferMask.ColorBufferBit | ClearBufferMask.DepthBufferBit);

    double speed = 1;
    double rx = 0, ry = 0;

    if (Keyboard[Key.A]) {
        ry = -speed * e.Time;
    }

    if (Keyboard[Key.D]) {
        ry = +speed * e.Time;
    }

    if (Keyboard[Key.W]) {
        rx = +speed * e.Time;
    }

    if (Keyboard[Key.S]) {
        rx = -speed * e.Time;
    }

    Quaternion tmpQuat = Quaternion.FromAxisAngle(new Vector3(0,1,0), (float)ry);
    cameraRot = tmpQuat * cameraRot;
    cameraRot.Normalize();

    GL.MatrixMode(MatrixMode.Modelview);
    GL.LoadIdentity();

    Vector3 axis;
    float angle;

    cameraRot.ToAxisAngle(out axis, out angle);
    //////////////////////////////////////////////////////////////////////
    // THIS IS WHAT I DID WRONG: I NEED TO CONVERT FROM RADIANS TO DEGREES
    //////////////////////////////////////////////////////////////////////
    //BEFORE
    //GL.Rotate(angle, axis);
    //AFTER
    GL.Rotate(angle * (float)180.0/(float)Math.PI, axis);
    GL.Translate(-cameraPos);

    Draw(vbo);
    SwapBuffers();
}

Oto 2 obrazy, aby lepiej wyjaśnić: Obracam chwilę i od tego:

wskakuje w to

Każda pomoc jest mile widziana.

Aktualizacja 1 : Dodaję do streamwriter, który zapisuje do pliku:

    sw.WriteLine("camerarot: X:{0} Y:{1} Z:{2} W:{3} L:{4}", cameraRot.X, cameraRot.Y, cameraRot.Z, cameraRot.W, cameraRot.Length);
    sw.WriteLine("ry: {0}", ry);

Dziennik jest dostępny tutaj: http://www.pasteall.org/26133/text . W linii 770 sześcian przeskakuje od prawej do lewej, gdy kamera zmienia znaki. Nie wiem czy to normalne.

Update2 Oto kompletny projekt.

Chociaż nie pokazałeś tutaj kodu niezbędnego do zweryfikowania mojego założenia, prawie mogę zagwarantować, że twoim problemem jest to, że ten wiersz:

cameraRot.ToAxisAngle(out axis, out angle);

zwraca wartość kąta wyrażoną w radianach , natomiast

GL.Rotate(angle, axis);

chce, aby kąt był podawany w stopniach .

Aby to naprawić, musisz przekonwertować wartość kąta podczas przekazywania jej do GL.Rotate (), w następujący sposób:

GL.Rotate(angle * 180.0/3.141593, axis);

Nie rób Może się wydawać, że mniej pracy byłoby mieć kamerę, którą można manipulować jak inne obiekty sceny, ale na dłuższą metę lepiej jest mieć kamerę, w której można określić pozycję, kierunek oczu i wektor w górę. Zwłaszcza, gdy zaczynasz programować modele ruchu, praca z czwartorzędami jest naprawdę trudna.

Nie wiem wiele o wewnętrznych elementach OpenTK. Z mojego doświadczenia nie widziałem biblioteki matematycznej z prawidłową implementacją quat, która zachowuje wymaganą precyzję (maszynę), ponieważ wszystkie one mają wpływ na błędy e ^ 2-e ^ 3. Efekt, który widzisz: precyzja (i wartość epsilon) wynosi około 10 ^ -5 i „skacze” w pobliżu zera. Tak sądzę :)