《Unity_API解析》 第八章 Quaternion类

Posted 2020-08-13 Colve

Quaternion又称四元数，由x、y、z和w这4个分量组成，属于struct类型。在Unity中，用Quaternion来存储和表示对象的旋转角度。对于GameObject一般的旋转及移动，可以用Transform中的相关方法实现。

Quaternion类实例属性

eulerAngles属性：欧拉角

功能说明 此属性用来返回和设置Quaternion实例对应的欧拉角，说明如下。

1.对GameObject对象的Transform进行欧拉角的变换次序是，zxy轴依次旋转。不同的旋转次序得到的最终状态不同。

2.对GameObject对象的旋转角进行复制的方式通常有两种：第一种是将Quaternion实例赋值给transform的rotation，第二种是将三位向两代表的欧拉角直接赋值给transfrom的eulerAngles。

 

Quaternion类实例方法

SetFromToRotation方法：创建rotation实例

public void SetFromToRotation(Vector3 fromDirection，Vector3 toDirection);

功能说明 此方法用于创建从fromDirection到toDirction的rotation。

提示 不可直接对自身进行SetFromToRotation方式进行设置，只能将实例化的Quaternion赋值给transform.rotation。

 

SetLookRotation方法：设置Quaternion实例朝向

1.public void SetLookRotation(Vector3 view);

2.public void SetLookRotation(Vector3 view， Vector3 up);

功能说明 此方法的功能是对一个Quaternion实例的朝向进行设置。设如下代码：

Quaternion q1 = Quaternion.identity;

q1.SetLookRotation（v1, v2）;

transfrom.rotation = q1;

则1.transform.forward方向与v1方向相同。

2.transform.right垂直于由Vector3.zero,v1和v2这三点构成的平面。

3.v2除了与Vector3.zero和v1构成平面来绝顶transform.right的方向外，还用来绝顶transform.up的朝向，因为当transform.forward和transform.right方向确定后，transform.up方向剩下两种可能，到底选用哪一种便有v2来影响。transform.up方向的选取方式总会使得transform.up的方向和v2方向的夹角小于或等于90度。当然，一般情况下v2.normalized和transform.up是不相同的。

4.当v1位Vector3.zero时，即不要在使用此方法时把v1设置成Vector3.zero。

 

ToAngleAxis方法：Quaternion实例的角轴表示

public void ToAngleAxis(out float angle，out Vector3 axis);

此方法用于将Quaternion实例转换为角轴表示，在transform.rotation.ToAngleAxis(out angle, out axis)中，输出值的含义为将对象的rotation从Quaternion.Identity状态转换为当前的状态，需延世界坐标系中axis轴向旋转angle角度。

提示 此方法通常和静态方法AngleAxis(float angle, Vector3 axis)一起使用。

 

Quaternion类静态方法

Angle方法：Quaternion实例间夹角

public static float Angle(Quaternion a, Quaternion b);

此方法返回从参数a到参数b需要旋转的最小角度。相当于上面实例方法ToAngleAxis方法的第一个返回值。

 

Dot方法：点乘

public static float Dot(Quaternion a, Quaternion b);

此方法用于求参数a b的点乘，返回值范围为[-1, 1]。

当返回值为±1时，两个参数对应的欧拉角相等，即旋转状态一致。

当返回值为1时，两参数rotation相等。

当返回值为-1时，其中一个rotation比另一个多旋转了一周。

 

Euler方法:欧拉角对应的四元数

public static Quaternion Euler(Vector3 euler);

public static Quaternion Euler(float x, float y, float z);

此方法用于返回欧拉角Vector3对应的四元数实例。

 

Inverse方法：逆向Quaternion值

public static Quaternion Inverse(Quaternion rotation);

此方法用于返回参数rotation的逆向Quaternion值。

 

RotateTowards方法：Quaternion插值

public static Quaternion(Quaternion from, Quaternion to, float maxAngle);

此方法与lerp相似，但第三个参数为每帧最大旋转角度而不是系数。