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欧拉角(Euler angle) 万向节死锁(Gimbal Lock) 四元数(Quaternion)

news 来源：原创 2024/5/17 9:46:26

      欧拉角和四元数都能表示一个旋转，同样还有转换矩阵也能表示一个旋转，它们三者之间可以互相转换     

      在3D图形学中，最常用的旋转表示方法便是四元数和欧拉角，比起矩阵来具有节省存储空间和方便插值的优点

 

欧拉角

也叫姿态角

用一句话说，欧拉角就是物体绕坐标系三个坐标轴(x,y,z轴）的旋转角度。

 

 

万向节死锁

 

 

四元数

为何要引入四元数？首先是因为欧拉角有万向节死锁的问题。

四元数存在于四维空间，其中用到了复数

四元数相比其他形式的优点：

  • 解决万向节死锁（Gimbal Lock）问题
  • 仅需存储4个浮点数，相比矩阵更加轻量
  • 四元数无论是求逆、串联等操作，相比矩阵更加高效

现在主流游戏或动画引擎都会以缩放向量+旋转四元数+平移向量的形式进行存储角色的运动数据。

 

 

 

 

 

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