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Da gibt es keine Lösung. Eine Lösung ist nur in zweidimensionalem Raum möglich, da die Perspektive der Betrachtung des Polygons wichtig ist (man kann ein Polygon im Raum immerhin von unendlich vielen Richtungen aus betrachten), welche nur durch die Projektion von 3D-Koordinaten in einen 2D-Raum möglich wird.
Heißt konkret also, dass zunächst mal die 3D-Koordinaten des Polygons auf den 2D-Raum des Bildschirms projiziert werden müssen, damit eine Bestimmung der "Polygon-Drehrichtung" überhaupt möglich ist. Und dann hast Du letztendlich ja wieder genau die gleiche Ausgangssituation.

Das Skalarprodukt hilft dir hier nicht weiter da du damit im Prinzip nur feststellen kannst wie weit zwei Vektoren in die selbe Richtung zeigen, nicht wie herum sie angeordnet sind (zumindest nicht ohne zusätzliche geometrische Überlegungen). Das Kreuzprodukt ist sicherlich die einfachste Variante das zu prüfen.

Nee. Genau deswegen geht das Skalarprodukt für Deinem Zweck auch nicht. Es ermittelt Winkel, aber eben nur Absolutwerte der Differenz zwischen beiden.

Du bekommst den Winkel aus dem Kreuzprodukt raus wenns sein muss, aber du brauchst den Winkel doch nicht!?

Naja, was du dazu willst wird eigentlich der Winkel zwischem jedem Vektor und der x-Achse sein sodass du dann die Differenzen dieser Winkel betrachten kannst. Den bekommst du z.B. über atan2(). Das ist aber komplizierter, langsamer, ungenauer, ...

Edit: Vergesst es