0

Я пробую перемещать объект B относительно объекта А так, как если бы объект В был дочерним по отношению к А. Получается не совсем корректно.

В чём глобальная задача? Я поднимаю VR-контроллером объект со стола (например, гайку) и перемещаю его по сцене. Звучит просто. В сцене есть GameObject _cursor, позицию и поворот которого я получаю от устройства ввода (VR-контроллер). С помощью Physics.OverlapSphere нахожу коллайдер объекта, который хочу переместить.

И решение «в лоб» состоит в том, чтобы сделать перемещаемый объект дочерним по отношению к _cursor. В ассетах Oculus для Unity как раз реализован подобный способ. Проблема в том, что перемещаемый объект должен взаимодействовать с другими объектами сцены - не пролетать сквозь стол и другие объекты. Т. е. в нем должен быть включен коллайдер. Проблема в том, что такой объект сносит абсолютно все другие незамороженные объекты сцены, имеющие коллайдер и Rigidbody. От этого хотелось избавиться.

Решение следующее - перемещать объект с помощью Rigidbody.MovePosition, предварительно задав ему достаточно маленькую массу. Но как определить, куда его нужно переместить? Ведь я не хочу transform перемещаемого объекта «притягивать» к _cursor. Изначально на ум пришло использование «прокси» - пустого GameObject, дочернего к _cursor. При «хватании» этот прокси-объект принимал значение transform.position от схваченного объекта. И в дальнейшем перемещаемый объект методом Rigidbody.MovePosition перемещался в позицию прокси объекта. И в принципе, это работает. Но хочется избавиться от дополнительного объекта-пустышки.

Решение следующее. При «хватании» получить вектор от transform схваченного объекта до transform объекта _cursor:

Vector3 direction = _target.transform.position - _cursor.transform.position;

а также

Quaternion _oldRotation = _cursor.transform.rotation;

При обновлении кадра делаю следующее:

private void Update()
{
    /* Здесь получаем вращение _cursor относительно предыдущего кадра */
    Quaternion _difRotation = Quaternion.Inverse(_oldRotation) * _cursor.transform.rotation;

    _oldRotation = _cursor.transform.rotation;

    /* Здесь поворачиваем вектор кватернионом */
    direction = _difRotation * direction;

    /* 
    * Здесь перемещаем объект с учетом позиции _cursor в пространстве сцены 
    * и повернутого вектора direction.
    * Для упрощения не используем Rigidbody.MovePosition
    */
    _target.position = _cursor.transform.position + direction;
}

Результат выглядит правдоподобно, но есть «нюансы». Для наглядности я собрал упрощенную сцену, использующую такой подход. Здесь ref выступает в роли _cursor, а base - перемещаемый объект. Объект sub - дочерний к base и нужен для большей наглядности проблемы. А проблема в том, что пока ref вращается вокруг осей (x, y, z), всё выглядит идеально.

Исходное состояние Вращение вокруг осей

Но стоит сделать произвольный поворот, как всё ломается. Что странно, ведь я использую кватернион, который не должен зависеть от вращения через углы Эйлера.

Всё сломалось Всё сломалось

Видео

Что я делаю не так? И как ещё можно решить вопрос, вынесенный в заголовок?

4
  • Поскольку руки проходят сквозь объекты, а взятый предмет нет (должен упираться), логично, что он должен висеть на jointах... И неужели в интернетах нет ни одного туториала на эту тему по Unity3d. Вот прям не верю.
    – Yaroslav
    2 апр 2020 в 14:17
  • О joint думал. Скажу больше - это был один из первых опробованных вариантов. С ним были проблемы. По прошествии полугода уже точно не вспомню, какие именно, но мы решили его не использовать. Да и хотелось бы с векторами разобраться. Вроде бы векторная алгебра - это чуть ли не школьный материал. Вроде бы просто, но есть какой-то непонятный подвох. 2 апр 2020 в 14:27
  • Это же joint, их дохрена разных с уймой настроек и ими мало кто пользуется, поэтому и проблемы, но это не значит что их нужно менять на другие проблемы.
    – Yaroslav
    2 апр 2020 в 14:31
  • Спасибо за комментарий. Вариант с joint вполне может быть применим. Мы от него отказались не из-за его неработоспособности. Но хотелось бы доразобраться с векторами и кватернионами. К тому же, объект в определенный момент начинает взаимодействовать с другим объектом (напр. гайка должна быть навинчена на шпильку). В этой ситуации нужно иметь контроль над перемещением и вращением. Например, ограничить передвижение вдоль оси шпильки, которая может быть задана произвольным вектором. Думаю, с джойнами возникнут свои трудности, от которых я в основном избавился, используя, MovePosition. 2 апр 2020 в 14:50

1 ответ 1

1

Ошибка кроется здесь:

Quaternion _difRotation = Quaternion.Inverse(_oldRotation) * _cursor.transform.rotation;

Рассмотрим пример:

new = q * old

где new - кватернион в новом кадре, old - в старом, а q - вращение между кадрами.

new = q * old,

домножим обе части на Inverse(old) справа, то есть на обратную матрицу old

new * Inverse(old) = q * old * Inverse(old)

далее учитывая что old * Inverse(old) это единичная матрица, и на то, что мы вправе поставить скобки так:

new * Inverse(old) = q * (old * Inverse(old))

опираясь на ассоциативность кватернионов

new * Inverse(old) = q;

q = new * Inverse(old);

Таким образом получаем:

Quaternion _difRotation = _cursor.transform.rotation * Quaternion.Inverse(_oldRotation);

Учитывая некоммутативность произведения кватернионов, логичночто вы получили другой результат.

И в приведенном вами куске кода не увидел, где меняется rotation у _target (видимо где-то в другом месте).

Вот на всякий случай код, который работает:

using UnityEngine;

public class Rotator : MonoBehaviour
{
    [SerializeField]
    private Transform _target;
    [SerializeField]
    private Transform _cursor;
    private Quaternion _oldRotation;
    private Vector3 direction;

    private void Update()
    {
        direction = _target.transform.position - _cursor.transform.position;

        /* Здесь получаем вращение _cursor относительно предыдущего кадра */
        Quaternion _difRotation = _cursor.transform.rotation * Quaternion.Inverse(_oldRotation); // 1

        _oldRotation = _cursor.transform.rotation;

        /* Здесь поворачиваем вектор кватернионом */
        direction = _difRotation * direction;

        /* 
        * Здесь перемещаем объект с учетом позиции _cursor в пространстве сцены 
        * и повернутого вектора direction.
        * Для упрощения не используем Rigidbody.MovePosition
        */
        _target.position = _cursor.transform.position + direction;
        _target.rotation = _difRotation * _target.rotation; // 2
    }
}
1
  • Огромное спасибо! Оказывается, математика не только ум в порядок приводит, но и помогает найти глупые ошибки. 3 апр 2020 в 11:49

Ваш ответ

By clicking “Отправить ответ”, you agree to our terms of service and acknowledge that you have read and understand our privacy policy and code of conduct.

Всё ещё ищете ответ? Посмотрите другие вопросы с метками или задайте свой вопрос.