Цитата:от: AMP_
У вас главная ошибка в пунктах 1, 2, и 5 самом написании:
нужно писать не "поворот по вертикали", а "поворот вокруг вертикальной оси" и т.д.
Поворот по вертикали - это поворот вокруг горизонтальной оси.
Цитата:от:AMP_
А теперь задумайтесь, немного напрягите свое пространственное воображение и объясните, как по вашим пунктам 1 и 2 можно "двигать пиксели" ВОКРУГ горизонтальной и вертикальных осей оставаясь в плоскости неподвижной матрицы. 
Подробнее
Пиксели не нужно двигать вокруг какой-либо оси. Их нужно двигать только в плоскости.
Когда вы поворачиваете камеру направо, изображение сдвигается влево. Просто сдвигается.
И когда вы сдвигаете камеру направо, изображение сдвигается влево.
Задача камеры - уметь определить и поворот и сдвиг (т.е. иметь как гироскопы, так и акселерометры), а затем рассчитать сдвиг матрицы (или области считывания на неподвижной матрице) с учётом обоих факторов.
В отсутствии акселерометров получаем трёхосевую стабилизацию вместо пятиосевой: камера не учитывает свои сдвиги, а только повороты.