自定义Quaternion类在OpenGL/GLUT固定管线中旋转方向反向问题

问题出在Quaternion::toMatrix的数组存储顺序，和OpenGL固定管线的要求不匹配。

• glMultMatrixf要求传入的16个浮点数组是列优先存储：数组前4个元素是矩阵的第一列，接下来4个是第二列，依次类推。
• 你现在的实现是按行优先的顺序填的数组：把矩阵每一行的元素按顺序放进数组，相当于把正确的旋转矩阵转置之后传给了OpenGL。
• 旋转矩阵是正交矩阵，转置等于逆矩阵，逆矩阵对应的就是完全反向的旋转，这就是所有轴的旋转方向都反了的原因。

直接调整toMatrix里返回数组的元素顺序，适配OpenGL的列优先要求就行，不需要去翻转旋转角度的符号。修改后的函数实现：

std::array<float, 16> Quaternion::toMatrix(const Quaternion& q) {
    float X = q.X;
    float Y = q.Y;
    float Z = q.Z;
    float W = q.W;

    return {
        1 - 2*(Z*Z + Y*Y),  2*(X*Y + W*Z),      2*(X*Z - W*Y),      0,
        2*(X*Y - W*Z),      1 - 2*(X*X + Z*Z),  2*(Y*Z + W*X),      0,
        2*(X*Z + W*Y),      2*(Y*Z - W*X),      1 - 2*(X*X + Y*Y),  0,
        0,                  0,                  0,                  1
    };
}

你之前构造的四元数数值、乘法逻辑都是对的，和旋转工具算的结果一致，没必要改这部分。只要把矩阵的元素顺序调对，旋转方向就会符合右手定则的预期。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Tom