Jak uchronić mój aparat FPS korzystający z Quaternion przed przechyleniem i zepsuciem?

Używam aparatu podobnego do FPS i wykorzystuje on czwartorzędy. Ale ilekroć spróbuję spojrzeć w górę, a następnie na boki, przechyla się, a czasem może się odwrócić. Jak mogę to naprawić?

Możesz rozłożyć czwartorzęd na zestaw kątów odchylenia / pochylenia / przechyłu, ale zwykle jest to przesada.

Zamiast tworzyć takie czwartorzędy w ten sposób:

cameraOrientation = cameraOrientation * framePitch * frameYaw;

Spróbuj tego:

cameraOrientation = framePitch * cameraOrientation * frameYaw;

Wówczas nigdy nie będzie generować przechylenia / przechyłu i jest to równoważne z przechowywaniem odchylenia i pochylenia osobno

To był problem, który miałem przez jakiś czas i nie mogłem znaleźć żadnych odpowiedzi, więc pomyślałem, że opublikuję go tutaj.

To jest właściwie dość proste. Najprawdopodobniej wykonujesz rotacje w następujący sposób:

currentDirection * newRotation;

Ale robienie tego w ten sposób też nie działa.

newRotation * currentDirection;

Co musisz zrobić, to zrobić to w pierwszej kolejności dla obrotów w górę iw dół, a w drugiej kolejności dla obrotów w bok.

Dla mnie było tak:

        if (keyboard.IsKeyDown(Keys.Up))
            Direction = Direction * Quaternion.CreateFromAxisAngle(new Vector3(1, 0, 0), TurnSpeed);
        if (keyboard.IsKeyDown(Keys.Down))
            Direction = Direction * Quaternion.CreateFromAxisAngle(new Vector3(-1, 0, 0), TurnSpeed);
        if (keyboard.IsKeyDown(Keys.Left))
            Direction = Quaternion.CreateFromAxisAngle(new Vector3(0, 0, 1), TurnSpeed) * Direction;
        if (keyboard.IsKeyDown(Keys.Right))
            Direction = Quaternion.CreateFromAxisAngle(new Vector3(0, 0, -1), TurnSpeed) * Direction;

Z tego powodu, pierwszy sposób ma obrót w stosunku do bieżącego kierunku na boki, który chcesz w górę i w dół, ale nie chcesz tego dla obrotów na boki, dlatego potrzebna jest druga kolejność.

W przypadku kamery FPS zwykle nie chcesz się przechylać i są ograniczone do skoku +/- 90 stopni, więc po prostu śledzę bieżący stan za pomocą kątów odchylenia i pochylenia. Pełna moc czwartorzędów nie jest w tym naprawdę pomocna.

Nadal możesz przekonwertować kąty odchylenia / skoku na i od czwartorzędów, na wypadek gdybyś chciał przejść między kamerą FPS a kamerami animowanymi przy użyciu interpolacji klatek kluczowych czwartorzędu lub czegoś podobnego.

Inną prostą sztuczką jest umieszczenie kamery w GameObject, a obrót Yaw kontroluje obiekt gry, podczas gdy kamera podrzędna jest skonfigurowana ze współrzędnymi Pitch:

playerCameraHolder.transform.Rotate(0, rotationYaw, 0);
playerCamera.transform.Rotate(rotationPitch, 0, 0);