OGRE的空间变换,translate()的陷阱!

OGRE的空间变换,对于新手来说是一个头疼的问题,而其中的陷阱也是一堆一堆,即使我已经爬出这些陷阱,我还是觉得有必要讲一下.

translate()这个神秘的函数.网上发现一个朋友中了陷阱:

以下黑体字为论坛某个网友的错误理解:

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在CSDN和gameres上都发了这个问题，一直没人解答，不知道这儿怎么样？
void createScene() {
... //第一个物体(坐标原点)
Entity* head = mSceneMgr->createEntity("object1", "ogrehead.mesh");
head->setMaterialName("Examples/Rockwall");
SceneNode* node1 = rootNode->createChildSceneNode();
node1->attachObject(head);

//第二个物体
head = mSceneMgr->createEntity("object2", "ogrehead.mesh");
SceneNode* node2 = node1->createChildSceneNode();
node2->attachObject(head);
node2->translate(Vector3(50, 0, 0), SceneNode::TS_PARENT);

//第三个物体
head = mSceneMgr->createEntity("object3", "ogrehead.mesh");
SceneNode* node3 = node2->createChildSceneNode();
node3->attachObject(head);
node3->translate(Vector3(0, 50, 0), SceneNode::TS_WORLD);
node3->yaw(Degree(90), SceneNode::TS_LOCAL);
}
按照空间变换分析，node1在原点，node2的世界坐标是(50, 0, 0)，node3的世界坐标是(0, 50, 0)，
但是从显示的结果来看node3是(50, 50, 0)，
无论用哪个TransformSpace值，结果都是一样的：translate都是相对于parent，旋转都是在loacal中。

我对这个参数的理解是：
TS_WORLD：不管当前节点是在哪个节点下，他的操作都是相对于世界坐标系的原点的。
如node3是在node2下面，所以他的初始世界坐标应该是(50,0,0)，
如果它translate(Vector3(0, 50, 0), SceneNode::TS_LOCAL)， 世界坐标应该是(50, 50, 0)
如果它translate(Vector3(0, 50, 0), SceneNode::TS_WORLD)， 相对于世界坐标原点的平移，世界坐标应该是(0, 50, 0)

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这个网友遇到的问题,其实就是translate变换的问题,为什么他会这么理解,我们慢慢分析:



translate()这个函数,其实是相对于父节点的相对移动,而不是那个网友理解的绝对移动.

但是如果是相对于父节点的相对移动,还要选择3个参考空间干嘛???

这就是关键所在,这3个参考空间,是决定相对移动量的方向的,而不是那个网友理解成的移动的位置!!!



为什么他的代码中的第3个节点无论怎么改变参考空间结果都一样?如果理解成方向,就豁然开朗了.
因为世界原点,父节点,他本身,这3个节点的面向的方向都是一样的(默认-Z方向),所以相对移动的值是一样,都是Y方向相对移动50

如果世界原点,父节点都是默认面向Z正方向,本身节点旋转90度面向Y的方向
如果他在本地空间translate(Vector3(0, 50, 0),SceneNode::TS_LOCAL),
因为他本身朝向Y, 在本地空间Y方向移动50, 在世界空间,其实就是-Z方向移动了50.

一句话:都是相对父节点移动50单位,而参考空间只是决定这50个单位移动的方向!

所以参考空间理解成朝向,就对了
世界空间----------认定世界原点的朝向为标准朝向,默认-Z方向
父节点空间----------认定父节点的朝向为标准朝向
本地空间--------------认定本身节点的朝向为标准朝向



那个网友的理解,其实合情合理,他的理解其实就是下面假想的函数:

setPosition(TS_WORLD);
setPosition(TS_PARENT);
setPosition(TS_LOCAL);

可惜这只是假想,设置位置的函数并没有参考空间可以选~~~

OGRE为什么不设置这样的函数呢?因为其实已经有替代的函数了:
setPosition() // 相对父空间坐标

setDerivedPosition() // 世界空间绝对坐标

而本地空间的设置位置函数根本不需要....



最后,回头一想,为什么容易把translate()理解错....原因就是translate(TS_PARENT)相对父空间移动
的时候,如果把参考空间父空间理解成方向或者位置,2种情况下结果是正好是一样的,巧合啊
就是这种巧合,暗藏了一个陷进,让很多人认为理解成位置正好是对的...

不信看源码:

//-----------------------------------------------------------------------
    void Node::translate(const Vector3& d, TransformSpace relativeTo)
    {
        switch(relativeTo)
        {
        case TS_LOCAL:
            // position is relative to parent so transform downwards
            mPosition += mOrientation * d;
        	break;
        case TS_WORLD:
            // position is relative to parent so transform upwards
            if (mParent)
            {
                mPosition += (mParent->_getDerivedOrientation().Inverse() * d)
                    / mParent->_getDerivedScale();
            }
            else
            {
                mPosition += d;
            }
        	break;
        case TS_PARENT:
            mPosition += d;
            break;
        }
        needUpdate();

    }

因为mPosition相对于父节点的位置和方向,

所以计算结果都要换算成父空间相加.



本地空间,朝本身节点的朝向移动d,换到mPosition的所在的父空间只需要旋转一定角度,

这个角度应该是本身节点方向和父节点的方向的夹角,正好是mOrientation

mPosition += mOrientation * d;



世界空间,朝世界原点的朝向移动d ,换到mPosition的所在父空间只需要旋转一定角度,

这个角度应该是世界原点方向和父节点的方向的夹角,正好是父节点世界绝对角度再取反.

(为什么要取反,2个四元数相乘是不能交换的,因为世界节点和父节点夹角 != 父节点和世界节点夹角,正好相反)

mPosition += (mParent->_getDerivedOrientation().Inverse() * d)
/ mParent->_getDerivedScale();



父节点空间,朝父节点的朝向移动d ,换到mPosition的所在父空间只需要旋转一定角度,

父空间转到父空间....其实角度就是一致的

应该是mPosition += Quaternion::IDENTITY * d;

等价于mPosition += d;