处理 3D 局部旋转

Question

所以我正在尝试在处理中模拟机械臂，并使其大部分工作。我遇到的问题是最后一个臂段（不包括夹钳）需要沿其自身的相对 y 轴旋转。我当前的实现在平移后在 y 轴上旋转，如果臂段位于 x 和 z 为 0 的位置，则该解决方案有效。

问题是，如果手臂旋转离开 {0, y, 0}，y 旋转似乎是相对于线段的底部应用的？我不太清楚为什么会发生这种情况。

臂段位置计算：

public float[] getArmPiecePos(ArmPiece parent, ArmPiece child){
float x_child = sin(child.total_rotation[2]) * (child.size[1] / 2) + sin(parent.total_rotation[2]) * (parent.size[1] / 2);
float y_child = - cos(child.total_rotation[2]) * (child.size[1] / 2) - cos(parent.total_rotation[2]) * (parent.size[1] / 2);
float z_child = sin(child.total_rotation[1]) * (x_child);
x_child *= cos(child.total_rotation[1]);
float x = x_child + parent.x;
float y = y_child + parent.y;
float z = -z_child + parent.z;
float[] final_pos = {x, y, z};

return final_pos;

臂段平移+旋转：

pushMatrix();
float[] piece_pos = mf.getArmPiecePos(this.parent, this);
this.x = piece_pos[0];
this.y = piece_pos[1];
this.z = piece_pos[2];
translate(this.x, this.y, this.z);
rotateX(this.total_rotation[0]);
rotateY(this.total_rotation[1]);
rotateZ(this.total_rotation[2]);
fill(100);
box(this.size[0], this.size[1], this.size[2]);
popMatrix();

默认手臂位置：

预期效果：

实际效果：

项目：https://github.com/clodon2/LeArmSimulator

Answer 1

以下源代码演示了 3D 盒子沿 Y 轴的旋转，希望能帮助解决您的问题。

void setup() {
  size(600, 600, P3D);
  surface.setTitle("Rotate upper segments with horizontal mouse movements.");
}

void draw() {
  background(209);
  translate(width/2, height/2 + 100);
  box(50, 150, 30);
  pushMatrix();
  translate(0, -125);
  rotateY(map(mouseX, 0, width, -PI, PI));
  box(50, 100, 30);
  translate(0, -75);
  box(100, 50, 30);
  popMatrix();
}