3次元座標系での様々な回転表現を相互変換したり、表示するツール

作ったもの

• 下記の3D回転表現に対応しています
  • 回転行列: Rotation Matrix
  • 回転ベクトル: Rotation Vector
  • Axis-angle
  • クオータニオン: Quaternion
  • オイラー角: Euler Angles (Intrinsic; Mobile)
  • 固定角: Euler Angles (Extrinsic; Fixed)
• 入力の回転に応じて、物体がどの方向を向くかを3D空間上で表示します
• 入力の回転を、他の全ての3D回転表現に変換します
• GitHub
  • https://github.com/iwatake2222/rotation_master
• ブラウザで試す
  • https://iwatake2222.github.io/rotation_master/rotation_master.html

実行ファイル

• 下記リリースからご使用のOSに合わせた実行ファイルをダウンロードしてください
  • https://github.com/iwatake2222/rotation_master/releases/latest
    • Windows 10/11 64-bit: rotation_master_windows-2019_x64.zip
    • Linux (Ubuntu 20.04): rotation_master_ubuntu-20.04_x64.tgz
    • MacOS: rotation_master_macos-10.15.tgz
    • 注意
      • Windowsだと実行時にセキュリティに関する警告が出ます。信用いただけるならそのまま実行してください
      • Ubuntuの場合 apt install -y libglu1-mesa-dev mesa-common-dev libxrandr-dev libxinerama-dev libxcursor-dev libxi-dev が必要です
      • WSL2だとグラフィック系の問題で動作しませんでした。WSL2上のDocker(Ubuntu20.04)だと動作しました
      • MacOSだと実行時にエラーが発生するようです。自分でビルドするか、何か足りていないライブラリをインストールしたらいけるかも?
• セキュリティが気になる場合は、自分でビルドしてください
  • https://github.com/iwatake2222/rotation_master/wiki/How-to-Build

操作方法

変換

1. Inputエリアで、数値を変更します
   • マウスドラッグ、または、Ctrl+クリックで直接入力します
2. 値を変更した3D回転表現が入力として自動的に選ばれますが、変えたい場合はラジオボタンをクリックしてください
3. Converted valuesエリアに、結果が自動的に出力されます

カメラ操作

Revolutionモード

• カメラは原点の周回を移動します。カメラは常に原点の方向を向いています
• 右ドラッグ: カメラの位置回転
• スクロール: カメラの前後移動 (原点からの距離変更)

Freeモード

• カメラを自由に移動することができます
• 右ドラッグ: カメラの回転
• 中央ドラッグ: カメラの移動
• スクロール: カメラの前後移動

その他

• 画面の右側に、X, Y, Z軸それぞれから見た状態が表示されます
• 現在の変換結果(Converted Values)を入力値(Input)に設定したい場合は、"Overwrite input values by the converted values" ボタンをクリックします

技術的な話

変換の流れ

1. 入力値を回転行列に変換する
   • ConvertOOO2RotationMatrix
2. 変換した回転行列から、全ての3D回転表現に変換する
   • ConvertRotationMatrix2OOO

変換関数は下記で実装されています。依存は自前の小さいMatrixクラス(2ファイル)だけなので、マイコンなどへの移植も容易だと思います。
https://github.com/iwatake2222/rotation_master/blob/master/desktop/transformation_matrix/rotation_matrix.cpp

使用技術

• C++
• OpenGL + GLFW + GLEW
• Dear ImGui

Help

• これのWebアプリ版を作ってくれる方を募集中 !
• 各ライブラリのWeb版は一応存在するようです
  • https://github.com/KhronosGroup/WebGL
  • https://github.com/jnmaloney/WebGui
• 2022/01/18追記: @astomih さんがEmscriptenを使って作成してくれました。ありがとうございます！
  • https://astomih.github.io/rotation_master/
• 2022/01/26追記: 自分でもWEB上で動かせるようにしてみました
  • https://iwatake2222.github.io/rotation_master/rotation_master.html