Unity中的角度与旋转

四元数和欧拉角

四元数

四元数可用于表示GameObject的方向或旋转。四元数表示法内部包含四个数字（x,y,z,w）,但是这些数字并不表示角度或轴，因此通常不需要直接访问它们。

欧拉角

欧拉角是一种以角度的形式描述物体在三个轴上旋转的方法，通常用三个值表示，分别代表绕X轴、Y轴和Z轴的旋转角度。在Unity中，这些角度可以以度数或弧度表示。

欧拉角可以使用Transform组件的rotation属性来访问和修改。Unity在内部将欧拉角表示为四元数(Quaternion)，但在面板中显示和操作时，使用的是欧拉角，以提供更直观和易于理解的方式进行操作。

需要注意的是，使用欧拉角旋转时可能会出现万向锁(Gimbal Lock)的问题。当两个轴的旋转角度非常接近时，可能会导致无法准确描述物体的旋转。为了避免万向锁问题，可以使用四元数表示旋转，它可以提供更稳定和精确的旋转操作，但在面板中不直观。

欧拉角更加直观，可以直接看到旋转角度。取值范围:[0,360]

旋转属性rotation

Unity面板中的旋转属性(rotation)使用欧拉角（Euler Angles）来表示物体的旋转。

获取游戏物体的欧拉角值：transform.eulerAngles.y 获取游戏物体的四元数值: transform.rotation.y

图例:

欧拉角和四元数的转换

1. 从欧拉角到四元数： 可以使用Quaternion.Euler方法将欧拉角转换为四元数。例如，如果有一个欧拉角表示为Vector3(30, 45, 60)，可以将其转换为四元数表示如下：

   Vector3 eulerAngle = new Vector3(30, 45, 60);
   Quaternion quaternion = Quaternion.Euler(eulerAngle);

2. 从四元数到欧拉角： 可以使用Quaternion.eulerAngles属性将四元数转换为欧拉角(以度数为单位)。例如，如果有一个四元数表示为Quaternion(0.5f, 0.3f, 0.1f, 0.9f)，可以将其转换为欧拉角表示如下：

   Quaternion quaternion = new Quaternion(0.5f, 0.3f, 0.1f, 0.9f);
   Vector3 eulerAngle = quaternion.eulerAngles;

3.局部坐标和世界坐标

 Debug.LogFormat("局部坐标: x:{0},y:{1},z:{2}", transform.localPosition.x, transform.localPosition.y, transform.localPosition.z);
 Debug.LogFormat("世界坐标: x:{0},y:{1},z:{2}", transform.position.x, transform.position.y, transform.position.z);

4.Vector3 Unity采用的是左手坐标系：

前：Vector3.forward （z轴正方向）

后：Vector3.back    （z轴负方向）

左：Vector3.left     （x轴负方向）

右：Vector3.right     （x轴正方向）

上：Vecto3.up          （y轴正方向）

下：Vector3.down        （y轴负方向）

5.Quaternion： Unity提供了将欧拉角转换为四元数的方法，可以使用Quaternion.Lerp（）方法来完成，这是一种插值旋转方法，所以旋转速度会越来越慢，适合模拟减速效果：

transform.rotation = Quaternion.Lerp(transform.rotation, Quaternion.Euler(0, 0, 90), 0.05f);

Quaternion方法：

Quaternion.RotateTowards（）:插值旋转至与目标角度相同
Quaternion.LookRotation():插值旋转看向目标

可以通过上面两种方法完成看向目标，或与目标角度一致，具体用法可以为：

    //与target保持一样的角度
    transform.rotation = Quaternion.RotateTowards(transform.rotation,target.rotation,2f);
    //看向目标
    transform.rotation = Quaternion.LookRotation(target.position);
    

6.游戏物体移动至目标点

transform.position = Vector3.Lerp(transform.position, endTransform.position, Time.deltaTime*10f);
 transform.rotation = Quaternion.LookRotation(endTransform.position);