了解Unity中的四元数

Question

在理解如何在Unity中使用旋转（用四元数表示）时遇到了一些困难。

我想做的是记录一个物体在某个时间的旋转，然后在不久之后找出它的新旋转，并将其转化为在世界空间中围绕X、Y和Z轴旋转了多少度（或弧度）。

我相信这很简单......。

Answer 1

你可以得到两个之间的差异 Quaternion 借用 Quaternion.Inverse 和 * 经营者

首先将旋转存储在一个字段中

private Quaternion lastRotation;

// E.g. at the beginning
private void Awake()
{
    lastRotation = transform.rotation;
}

然后再在某个地方做例如

Quaternion currentRotation = transform.rotation;
Quaternion delta = Quaternion.Inverse(beforeRotation) * currentRotation;
// and update lastRotation for the next check
lastRotation = currentRotation;

然后你就可以得到欧拉轴角的表示方法，用 Quaternion.eulerAngles

var deltaInEulers = delta.eulerAngles;
Debug.Log($"Rotated about {deltaInEulers}");

Answer 2

在3D软件中使用四元数的原因之一是避免 "万向节锁定"。欧拉角的任何旋转都是围绕X、Y、Z这三个固定轴进行的3次独立旋转，而四元数则是围绕单一轴进行旋转，它在空间中是自由定向的。四元数.角轴(Quaternion.AngleAxis) 可以给你这个Vetor3轴，以及旋转角度（实际上，四元组由Vector3(X,Y,Z)和角度W组成，一般来说）。所以一个四元数的旋转可以用几个不同的欧拉旋转来表示。

要做你想做的事，你需要首先得到四元数，代表旋转差，而不是实际的旋转。它可以用 四元数.FromToRotation，它使用变换的正向和向上向量作为输入。然后你可以使用 四元组.欧拉角.