threejs球体旋转与场景旋转_三维空间旋转和Three.JS中的实现

本文介绍了三维空间的旋转,包括旋转矩阵、欧拉角和四元数的概念及应用。重点讨论了在Three.js中如何实现旋转,如使用欧拉角的rotation属性、rotateX/Y/Z方法以及旋转矩阵和四元数。通过实例代码展示了如何使用旋转矩阵让物体沿参考系轴旋转。

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三维空间中主要有两种几何变换,一种是位置的变换,位置变换和二维空间的是一样的。假设一点P(X1,Y1,Z1) 移动到Q(X2,Y2,Z2)只要简单的让P点的坐标值加上偏移值就可以了。但是三维空间的旋转变换就不能简单的使用二维空间的变换了。下面详细介绍一下三维空间的旋转。

三维空间的旋转:

二维空间的旋转可以看作是围绕点的旋转,只有一个自由度。而三维空间的旋转是围绕一条线旋转的。当旋转的轴是Z轴时,旋转可以看作是在二维平面XY平面的旋转,旋转的中心点是P(x=0,y=0)。按照右手法则,让拇指指向Z轴的正方向,四指指向为旋转的正方向。按照Y轴和X轴的旋转也类似。按照不同的轴的旋转可以进行组合。比如,先按照Z轴旋转45度,再按照Y轴旋转45度。但是每一个朝向都可以看成是物体在原始位置处围绕某一个轴转动了一个角度形成的。

三维空间的旋转有多种方式,如旋转矩阵,欧拉角,四元数:

1 .欧拉角(Euler Angle)

欧拉角这种旋转方式是最直观的,因为这种方式是将旋转表示为物体按坐标系的三个轴X(1,0,0) ,Y(0,1,0),Z(0,0,1)的旋转组合成的。这里首先要明确两个概念,1参考系:类似于物理中的参考系,是静止不动的,比如北极星,不管在那里,那就是北。2坐标系:坐标系是固定于物体的,随着物体的转动而发生变化,最简单的例子就是左右,人所说的左边一直是根据人所面对的方向来决定的。在下图中蓝色为参考系的三个轴,而红色是物体的坐标系的三个轴。虽然说欧拉角表示的旋转是有多个沿坐标轴的旋转组合而成的。但是旋转的顺序不同旋转就不同,所以&#x

Three.js中,要设置鼠标旋转中心点,你需要控制相机(Camera)的旋转行为,使其围绕一个特定的点旋转。这通常通过调整相机的位置目标点来实现。你可以创建一个自定义的旋转控制,继承自现有的轨道控制器(OrbitControls)或者自由控制器(TrackballControls),并在这个过程中指定旋转中心。 以下是一个简单的步骤指南来设置鼠标旋转中心点: 1. 首先,确保你已经正确地设置好了Three.js的基础环境,并且在场景中添加了相机渲染器。 2. 创建一个自定义的旋转控制器,或者如果你使用的是现有的控制器(如轨道控制器或自由控制器),则继承它,并在初始化时设置中心点。 3. 在控制逻辑中,确保所有旋转行为都围绕你设定的中心点进行。这通常涉及到修改相机的旋转角度或者使用四元数(Quaternion)来避免万向节锁(Gimbal Lock)。 4. 当用户进行鼠标操作时,如拖拽或滚轮旋转,更新相机的位置或者目标点,但始终保持这些变换是相对于旋转中心点的。 5. 重新计算相机的位置朝向,以确保它围绕中心点旋转。 这里是一个大致的代码示例框架,用于设置旋转中心点: ```javascript // 创建场景、相机、渲染器等... // 设置旋转中心点 var rotationCenter = new THREE.Vector3(0, 0, 0); // 例如,场景原点 // 创建自定义控制器 var customControls = new CustomControls(camera, renderer.domElement, rotationCenter); // 自定义控制器的实现细节... function CustomControls(camera, element, center) { // 构造函数逻辑... this.center = center; // 其他初始化... } // 实现旋转逻辑... CustomControls.prototype.rotateCamera = function(x, y) { // 计算旋转... // 更新相机位置目标点,始终以中心点为中心... } // 渲染循环中调用更新方法 function animate() { requestAnimationFrame(animate); // 渲染逻辑... customControls.update(); renderer.render(scene, camera); } // 启动动画循环 animate(); ``` 请注意,上述代码仅为示例框架,具体的实现细节需要根据你的实际需求进行编写。
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