欧拉角与四元数的转换
时间: 2024-12-30 19:39:03 浏览: 12
欧拉角和四元数都是表示三维空间旋转的方式,但在某些情况下,四元数比欧拉角更有优势,因为它们不会产生“ gimbal lock”现象(当两个轴锁定时,无法独立旋转第三个轴)。
**欧拉角转换成四元数**:
从欧拉角XYZ(通常是ZXY顺序)开始,你可以按照以下步骤转换:
1. **前向 Euler 角度(Roll-Pitch-Yaw)**:
```csharp
float yaw = euler.eulerAngles.z;
float pitch = euler.eulerAngles.y;
float roll = euler.eulerAngles.x;
// Create a Quaternion from the individual rotations
Quaternion q = Quaternion.Euler(roll, pitch, yaw);
```
2. **归一化四元数**:
```csharp
q = q.normalized;
```
3. **如果需要,确保W分量大于等于0**:
```csharp
if (q.w < 0) q *= -1;
```
**四元数转换成欧拉角**:
四元数转换回欧拉角可能会有多种方法,如最常见的ZYX顺序,可以使用逆解算法,但可能会导致旋转顺序错误。通常推荐使用四元数分解函数,如Unity内置的`Quaternion.LookRotation()`:
```csharp
// 获取正交的朝向
Vector3 forward = Camera.main.transform.forward;
Quaternion quatToEulerAngles = Quaternion.FromToRotation(Vector3.up, forward);
// 提取欧拉角
float yaw = Mathf.Atan2(quatToEulerAngles.w, quatToEulerAngles.x);
float pitch = Mathf.Asin(quatToEulerAngles.y);
float roll = Mathf.Atan2(quatToEulerAngles.z, Mathf.Cos(pitch));
```
注意,这里的顺序是ZYX,可能不是原始四元数的原生顺序,所以在实际应用中需根据情况调整。
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