osg的坐标系问题

wwwanghao

《海军osg教程》里面有下面一段话：
通常osgGA::MatrixManipulator矩阵（osgProducer::Viewer中使用）使用的坐标系为Z轴向上。但是Producer和
osg::Matrix（也就是上文所创建的）使用Y轴向上的坐标系系统。因此，在获得逆矩阵之后，
我们需要将其从Y轴向上旋转到Z轴向上的形式。这一要求可以通过沿X轴旋转-90度来实现。
我感觉我都被这句话给搅乱了：
1.osg的世界坐标系为，z轴向上，y轴垂直屏幕向里，x轴水平向右，这个没有问题吧？
2.为什么旋转的时候的坐标系就和世界坐标系不一样？
3.这个转90度到底该怎么理解，看到很多地方都加90度？
4.转动相机的时候有这个坐标不一样，需要转90度，那么转动物体时呢？
5.如果不设定相机的ViewMatrix，相机的初始位置，姿态是什么样的？是因为
  初始姿态的原因才需要转90度的吗？
6.3d max 导出obj文件时，有一个“翻转yz轴”选项，这个和osg的坐标系有什么联系，
  3d max的坐标系和osg世界坐标系是一致的，那么到底要不要勾选“翻转yz轴”？
关于坐标系这块，总感觉没搞明白，希望大家能指点一下。

fenma3422

这个需要了解各种坐标系。世界坐标系，眼坐标系，局部坐标系等概念。每个坐标系如何定义，关系如何？这需要去系统的了解。

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fenma3422 发表于 2014-7-14 10:50
这个需要了解各种坐标系。世界坐标系，眼坐标系，局部坐标系等概念。每个坐标系如何定义，关系如何？这需要 ...

谢谢，可以推荐一些参考资料吗，我不知道该看什么内容。

wwwanghao

我开的帖子，还是我自己来结束吧。
1.osg的世界坐标系，z上，x右，y里，毫无疑问，采用3d max 建模时，其坐标虽然
  与osg世界坐标系一致，但导出为obj文件时，必须选择“翻转yz轴”否则，坐标系
  会出问题，但是导出为3ds文件时，或者采用Creator建模，则不存在这样的问题。obj
  文件为何会这样，不太清楚。
2.旋转90度的原因可以理解为，相机最初的位置为：eye=(0,0,0),center=(0,0,-1),
  lookat=(0,1,0)，可见相机最初在原点，朝向z轴负向观察，但通常我们并不希望俯瞰
  所以要旋转90度，这里应该是绕x轴逆时针转90度，此时相机朝向y轴正向。
3.接下来就可以按照自己希望的那样设计相机的位置和俯仰了，

osg::Matrixd myCameraMatrix;
        osg::Matrixd cameraRotation;
        osg::Matrixd cameraTrans;
        cameraRotation.makeRotate(
                osg:egreesToRadians(0.0), osg::Vec3(0,1,0), // 滚转角（Y轴）
                osg::DegreesToRadians(-15.0), osg::Vec3(1,0,0) , // 俯仰角（X轴）
                osg::DegreesToRadians( 5.0), osg::Vec3(0,0,1) ); // 航向角（Z轴）
        cameraTrans.makeTranslate( 10,-330,145 );
        myCameraMatrix = cameraRotation * cameraTrans;
osg::Matrixd i = myCameraMatrix.inverse(myCameraMatrix);
viewer.getCamera()->setViewMatrix(i*osg::Matrix::rotate( -osg:I_2, 1, 0, 0 ));
这里要补充两点：a.setViewMatrix设置的是相机在世界坐标系姿态矩阵的逆矩阵，这也就是为
什么需要inverse一下。b.为什么逆矩阵后面乘了一个-PI/2的旋转矩阵？首先，前面已经解释了
为什么要乘90的旋转矩阵，第二点，正常的写法应该是：
myCameraMatrix =osg::Matrix::rotate( osg::PI_2, 1, 0, 0 )* cameraRotation * cameraTrans;
i= myCameraMatrix.inverse(myCameraMatrix);
viewer.getCamera()->setViewMatrix(i);
这样好理解了吧，先转90度，再调整姿态，最后调整位置，然后得到逆矩阵，这种写法和前面的写法是
等效的，但是这种写法更好理解。

最后再补充一下，下面这两种写法也是可行的，但是前提是要设置一个CamaraManipulator，否则会报错，
viewer.getCameraManipulator()->setByInverseMatrix(i*osg::Matrix::rotate( -osg::PI_2, 1, 0, 0 ));//正确，这种结果可行
viewer.getCameraManipulator()->setByMatrix(osg::Matrix::rotate( osg::PI_2, 1, 0, 0)*myCameraMatrix);//正确，结果可行
原因我就不详细解释了，可以参照前面设置相机的情形进行理解。
最后，终于搞明白了这个问题，恭喜一下自己，写出来给大家共同分享一下，希望，不明白的人能搞明白。

whugang

从我不多的经验来看，遵从opengl坐标系的，到osg里面，绕x轴砖90度，就回正了。