Unity3D Quaternion各属性和函数测试
Quaternion属性与方法
一,属性:
x、y、z就不说了,只看一个eulerAngles,代码如下:
1 public Quaternion rotation = Quaternion.identity; 2 3 void Start() 4 { 5 rotation.eulerAngles = new Vector3(0, 30, 0); 6 transform.rotation = rotation; 7 print(rotation.eulerAngles.y); 8 }
效果:将物体绕y轴顺时针转30°,效果与transform.eulerAngles相同。物体rotation = (0,30,0)。但是不能直接为transform.rotation.eulerAngle赋值。
二,方法
1,function ToAngleAxis (out angle :float, out axis :Vector3) :void
1 public float angle = 0.0F; 2 public Vector3 axis = Vector3.zero; 3 4 void Start() 5 { 6 transform.eulerAngles = new Vector3(0, 90, 0); 7 transform.rotation.ToAngleAxis(out angle, out axis); 8 print(angle + " " + axis); 9 }
效果:将物体的旋转角度返回到angles和axis里(物体的z轴和世界坐标z轴的夹角)。
输入:transform.localEulerAngles=(0,0,0);
输出:angle=0, axis=(1,0,0);
输入:transform.localEulerAngles=(0,90,0);
输出:angle=90,axis=(0,1,0);
输入:transform.localEulerAngles=(270,0,0);
输出:angle=90,axis=(-1,0,0)
2,function SetFromToRotation (fromDirection :Vector3, toDirection :Vector3) :void
1 private Vector3 _from = Vector3.one; 2 private Vector3 _to = new Vector3(100f, 200f, 100f); 3 private Quaternion q; 4 private Vector3 headUpDir; 5 6 void Start() 7 { 8 q.SetFromToRotation(_from, _to); 9 transform.rotation=q; 10 headUpDir=transform.TransformDirection(Vector3.forward); 11 }
效果:把物体的fromDirection旋转到toDirection
输入:a=Vector3(0,0,1); b=Vector3(0,1,0)//把z轴朝向y轴
输出: q=(-0.7,0,0,0.7); headUpDir=(0,1,0)
输入:a=Vector3(0,0,1); b=Vector3(1,0,0)//把z轴朝向x轴
输出: q=(0,0.7,0,0.7); headUpDir=(1,0,0)
输入:a=Vector3(0,1,0); b=Vector3(1,0,0)//把y轴朝向x轴
输出: q=(0,0,-0.7,0.7); headUpDir=(0,0,1)
3,function SetLookRotation (view : Vector3, up : Vector3 = Vector3.up) : void
1 public Transform obj1; 2 public Transform obj2; 3 Quaternion q; 4 5 void Update() 6 { 7 q.SetLookRotation(obj1.position, obj2.position); 8 transform.rotation = q; 9 }
效果:类似于LookAt()方法,使物体1始终注视着物体2
4, static operator * (lhs : Quaternion, rhs : Quaternion) : Quaternion
1 public Transform extraRotation; 2 3 void Update() 4 { 5 transform.rotation *= extraRotation.rotation; 6 }
效果:组合旋转lhs和rhs。旋转一个点,首先用lhs,然后用rhs旋转,与使用组合旋转相同。注意旋转不可交换: lhs*rhs不等于rhs*lhs。 我理解旋转的角度就是将*号两边的角度加起来。
5,static operator * (rotation : Quaternion, point : Vector3) : Vector3
效果:将一个向量根据rotation旋转到另一个向量。
6,static function Dot (a : Quaternion, b : Quaternion) : float
效果:将两个Quaternion点乘,返回一个float值,意义待补充。
7,static function AngleAxis (angle : float, axis : Vector3) : Quaternion
效果:将物体绕axis旋转angle度。
8,static function FromToRotation (fromDirection :Vector3, toDirection :Vector3) : Quaternion
1 transform.rotation = Quaternion.FromToRotation(Vector3.up, transform.forward);
效果:跟SetFromToRotation差不多,区别是可以返回一个Quaternion。通常用来让transform的一个轴向(例如 y轴)与toDirection在世界坐标中同步。
9,static function LookRotation (forward :Vector3, upwards :Vector3 =Vector3.up) : Quaternion
效果:跟SetLootRotation差不多,区别是可以返回一个Quaternion。
10,static function Slerp (from : Quaternion, to : Quaternion, t :float) : Quaternion
1 public Transform from; 2 public Transform to; 3 public float speed = 0.1F; 4 void Update() { 5 transform.rotation = Quaternion.Slerp(from.rotation, to.rotation, Time.time * speed); 6 }
效果:球面插值,插值不是等角速度的,而是变速的。 会有越来越慢的感觉。
11,static function Lerp (from : Quaternion, to : Quaternion, t :float) : Quaternion
效果:与Slerp效果差不多,效率比Slerp高但是如果from和to相差过大效果会不好,会返回一个标准化的Quaternion。
12,static function RotateTowards (from : Quaternion, to : Quaternion, maxDegreesDelta :float) : Quaternion
效果:旋转一个角度从from向to。与Slerp基本相同,但这个函数的角速度永远不会超过maxDegreesDelta。负的maxDegreesDelta值将使旋转远离to。
13,static function Inverse (rotation : Quaternion) : Quaternion
效果:返回反向的旋转。
14,static function Angle (a : Quaternion, b : Quaternion) :float
1 public Transform target; 2 void Update(){ 3 float angle = Quaternion.Angle(transform.rotation, target.rotation); 4 }
效果:返回a和b两者之间的角度。
15,static function Euler (x :float, y :float, z :float) : Quaternion .
1 public Quaternion rotation = Quaternion.Euler(0, 30, 0);
效果:把旋转角度变成对应的Quaternion。
三,实例
1 var target : Transform; 2 var edgeBorder = 0.1; 3 var horizontalSpeed = 360.0; 4 var verticalSpeed = 120.0; 5 var minVertical = 20.0; 6 var maxVertical = 85.0; 7 8 private var x = 0.0; 9 private var y = 0.0; 10 private var distance = 0.0; 11 12 function Start() 13 { 14 x = transform.eulerAngles.y; 15 y = transform.eulerAngles.x; 16 distance = (transform.position - target.position).magnitude; 17 } 18 19 function LateUpdate() 20 { 21 var dt = Time.deltaTime; 22 x -= Input.GetAxis("Horizontal") * horizontalSpeed * dt; 23 y += Input.GetAxis("Vertical") * verticalSpeed * dt; 24 25 y = ClampAngle(y, minVertical, maxVertical); 26 27 var rotation = Quaternion.Euler(y, x, 0); 28 var position = rotation * Vector3(0.0, 0.0, -distance) + target.position; 29 //print(rotation + " && " + rotation * Vector3(0.0, 0.0, -distance)); 30 transform.rotation = rotation; 31 transform.position = position; 32 } 33 34 static function ClampAngle (angle : float, min : float, max : float) { 35 if (angle < -360) 36 angle += 360; 37 if (angle > 360) 38 angle -= 360; 39 return Mathf.Clamp (angle, min, max); 40 }
非常有意思的一个例子,来自Unity官方工程ShadowDemoProject,效果是可以通过键盘使摄像机围绕一点自由旋转,类似于在一个球面上运动。
1 var position = rotation * Vector3(0.0, 0.0, -distance) + target.position;
这一句非常有意思,也很难理解,完全理解了这一句后,Quaternion在你手里会变的非常强大!