查找四元数之间的最短旋转

Posted 2021-04-11

我的问题：

[我正在尝试将Gameobject A与GameObject B的旋转对齐，尽管重要的细节是GoA可以与GoB的旋转进行1：1对齐，或者与GoB的旋转进行逆向对齐（即，一只手用笔尖端捡起铅笔向上，或者相反，尖端朝下）。

我想做的是找到哪个选项（1：1或逆向）是最接近的旋转，所以这将是旋转到的最短路径。

示例：

Scenario A and B where the red line represents GoA, and the black line represents GoB

[在上面的示例中，方案A红线（GoA）应该找到与黑线（GoB）最接近的旋转1：1，而在方案B中，红线应找到与黑色相反的最接近旋转行。

此解决方案需要在3D空间中工作，并避免万向节锁定。

非常感谢您的帮助，如果需要更多信息，我将其编辑到原始帖子上！

谢谢，

Tim

答案

您可以使用Quaternion.Angle来确定哪个与被摄对象的旋转差异较小。 ：

Transform target;
Transform subject;

Quaternion subjectRot = subject.rotation;
Quaternion targetRot = target.rotation;
Qutaternion invTargetRot = Quaternion.Inverse(targetRot);

float angleToTarget = Quaternion.Angle(subjectRot, targetRot);
float angleToInvTarget = Quaternion.Angle(subjectRot, invTargetRot);

if (angleToTarget <= angleToInvTarget) 
{
    // align with target is closer
}
else 
{
    // align with inverse of target is closer
}

---

[如果仅关心对象/目标的前进方向，而不关心对象/目标的局部上/右方向，则可以使用Vector3.Angle比较它们的向前方向，并且如果角度为小于90度，更接近对齐：

Transform target;
Transform subject;

float angleToTarget = Quaternion.Angle(subject.forward, target.forward);

if (angleToTarget <= 90f) 
{
    // align with target is closer
}
else 
{
    // align with inverse of target is closer
}