如何测量直立设备的侧向倾斜？常规旋转函数无法匹配需求

我完全懂你要实现的效果——不管手机怎么绕垂直屏幕的轴旋转，屏幕上的线条都得牢牢对齐真实世界的地平线。之前用ROTATION_VECTOR搭配getRotationMatrix()、getOrientation()没搞定，大概率是坐标系没转对，毕竟传感器的原生坐标系和屏幕坐标系可不是一回事儿，下面给你捋清楚怎么解决：

核心思路 #

我们要做的是把真实世界里的水平方向（也就是地平线）映射到当前屏幕的坐标系中，然后根据这个映射结果调整线条的旋转角度。不管手机怎么转，只要能算出真实地平线在屏幕上的投影角度，线条跟着这个角度走就对了。

具体实现步骤 #

1. 注册旋转向量传感器 #

旋转向量传感器是检测设备姿态最稳定的选择，先把它注册上：

SensorManager sensorManager = (SensorManager) getSystemService(Context.SENSOR_SERVICE);
Sensor rotationVecSensor = sensorManager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_ROTATION_VECTOR);
sensorManager.registerListener(this, rotationVecSensor, SensorManager.SENSOR_DELAY_GAME);

2. 处理传感器数据，适配屏幕旋转 #

传感器返回的旋转矩阵是基于设备原生坐标系的，但屏幕可能有横屏、竖屏等旋转状态，必须先把矩阵转换成适配当前屏幕的版本：

@Override
public void onSensorChanged(SensorEvent event) {
    if (event.sensor.getType() != Sensor.TYPE_ROTATION_VECTOR) return;

    float[] rotationMatrix = new float[9];
    SensorManager.getRotationMatrixFromVector(rotationMatrix, event.values);

    // 适配当前屏幕的旋转方向
    int displayRotation = getWindowManager().getDefaultDisplay().getRotation();
    float[] screenAlignedMatrix = new float[9];
    switch (displayRotation) {
        case Surface.ROTATION_0:
            screenAlignedMatrix = rotationMatrix.clone();
            break;
        case Surface.ROTATION_90:
            // 将设备坐标系的Y轴映射为屏幕X轴，设备X轴反向映射为屏幕Y轴
            SensorManager.remapCoordinateSystem(rotationMatrix, SensorManager.AXIS_Y, SensorManager.AXIS_MINUS_X, screenAlignedMatrix);
            break;
        case Surface.ROTATION_180:
            SensorManager.remapCoordinateSystem(rotationMatrix, SensorManager.AXIS_MINUS_X, SensorManager.AXIS_MINUS_Y, screenAlignedMatrix);
            break;
        case Surface.ROTATION_270:
            SensorManager.remapCoordinateSystem(rotationMatrix, SensorManager.AXIS_MINUS_Y, SensorManager.AXIS_X, screenAlignedMatrix);
            break;
    }

3. 计算地平线在屏幕上的角度 #

现在我们把真实世界的水平方向（比如代表正东的向量(1,0,0)）转换到屏幕坐标系里，再算出这个向量对应的角度：

// 真实世界的水平方向向量（正东，平行地平线）
    float[] worldHorizon = {1, 0, 0};
    float[] screenHorizon = new float[3];
    // 旋转矩阵是设备坐标转世界坐标，所以用转置矩阵（正交矩阵逆等于转置）把世界向量转成屏幕向量
    Matrix.multiplyMV(screenHorizon, 0, screenAlignedMatrix, 0, worldHorizon, 0);

    // 屏幕坐标系的Y轴是向下的，所以要反转Y值后再计算角度
    float lineAngle = (float) Math.toDegrees(Math.atan2(-screenHorizon[1], screenHorizon[0]));

    // 最后把这个角度应用到你的线条上即可
    updateLineRotation(lineAngle);
}

为什么之前的方法行不通？ #

你之前用getOrientation()得到的角度是基于世界坐标系的，既没有适配屏幕的旋转状态，也没有和屏幕坐标系做对应，直接拿来转线条自然会出错。通过remapCoordinateSystem把旋转矩阵对齐到屏幕坐标系，再映射真实世界的水平方向，才能得到和屏幕完全匹配的正确角度。

而且这个方法还能处理手机倾斜的情况——哪怕屏幕不是水平的，线条也会跟着真实地平线的投影走，完全符合你的需求。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Magnus