Unity--------------------万向锁的概念

Posted 2020-10-09 wwfy

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了Unity--------------------万向锁的概念相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

万向锁一直困惑我很久。。。。原因出在这里，我以为欧拉角旋转是以模型坐标（齐次坐标系）为旋转轴。问题就来了，无论旋转那个轴，其它两个轴也会相应的变化，下面看图：

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根据上面的说明两个旋转面（圆圈）怎么会共面，让我迷糊。假设共面，那这两个旋转面的法线应该是旋转轴，要想两个面共面，那旋转轴肯定平行的。但问题是以模型坐标（齐次坐标系）为旋转轴，无论旋转那个轴，其它两个轴也会相应的变化，而且相互垂直。就不会发生共面，不会出现万象锁？？？

网上说欧拉角坐标轴旋转是按顺序旋转的，即父子关系，如下图

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还是不明白上图的旋转轴在哪？？？！

下面我用unity演示一下

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从上面看，无论旋转那个轴，旋转后，他们的旋转轴都是垂直的。假设绕x轴旋转，y轴和z轴所确立的面就是这个变换的旋转面。问题来了，既然无论怎么旋转，旋转轴都是垂直的，当你旋转是其他轴所确立的旋转面也会旋转，保持垂直关系。那怎么会出现两个旋转面共面呢？？

下面开始说明万象锁（以unity 3D 说明）

先说明unity 3D欧拉角的旋转顺序（父子关系）是y-x-z。即旋转y轴x和z轴都变，旋转x轴只有z轴变化，旋转z轴其它轴不变。

再解释说明前，先说明一些左边概念。

模型左边系---及模型导入时的坐标系，通过此坐标系记录模型顶点等的位置。

世界坐标系---主要作用是表示模型与模型间的相对位置。

惯性坐标系---和模型坐标系原点相同，但是坐标轴的方向和世界坐标系相同，作用应该是模型到世界变换的桥梁吧。

具体请参照图书《3D数学基础：图形与游戏开发》

引入惯性坐标是为了便于说明（实事上旋转是在一个坐标系上进行的）（在总结的时候会加以说明）

unity模型坐标系和惯性坐标系间的查看方法

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local为模型坐标系

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global为惯性坐标系

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如果你不旋转模型，此时惯性坐标系和模型坐标系重合，你可以点选上面按钮切换看一下。

ok，为了方便说明，我们用辅助线将惯性坐标系画到模型上，坐标轴颜色和模型坐标轴相对应

代码如下：

先创建一个脚本，名称为tuxingfuzhu.cs脚本，

代码：

using UnityEngine;
using System.Collections;
//using UnityEditor;
public class tuxingfuzhu : MonoBehaviour {
public Mesh mesh;
// Use this for initialization
void Start () {

}
/// <summary>
/// 如果你想绘制可被点选的gizmos，执行这个函数
/// </summary>
void OnDrawGizmos()
{
Gizmos.color = Color.red;
Vector3 direction = Vector3.right* 2; //世界坐标系的轴向x
Gizmos.DrawRay(transform.position, direction);
Gizmos.color = Color.green;
direction = Vector3.up* 2;   //世界坐标系的轴向y
Gizmos.DrawRay(transform.position, direction);
Gizmos.color = Color.blue;
direction = Vector3.forward* 2;   //世界坐标系的轴向z
Gizmos.DrawRay(transform.position, direction);


}

/// <summary>
/// 如果你想在物体被选中时绘制gizmos，执行这个函数
/// </summary>
void OnDrawGizmosSelected()
{

//Gizmos.color = Color.white;
//Gizmos.DrawSphere(transform.position, 1);


}
// Update is called once per frame
void Update () {

}
}