Unity中使用四元数限制旋转

前言

在处理旋转相关的内容的时候，如果使用unity提供的欧拉角描述旋转，会出现一下两种问题

1. 同一旋转的表示不唯一
2. 万向节死锁

绕轴90°旋转与绕轴90°＋360°旋转的表现是一致的

当某个特定轴达到某个特殊值时，绕一个轴旋转可能会覆盖另一个轴的旋转从而失去一维自由度Unity中x轴达到90度时，会产生万向节死锁。x轴为90度，此时调节y或z轴都是绕z轴转

在inspector面板上的旋转就是以欧拉角来表示的

正文

那么在限制旋转角度的情况下，可以选择使用四元数来表示旋转

    void Rotate_X(float amount)
    {
        // 计算新的旋转角度
        float newXRotation = currentXRotation + amount * Time.deltaTime;

        // 限制X轴旋转在minXRotation到maxXRotation之间
        newXRotation = Mathf.Clamp(newXRotation, minXRotation, maxXRotation);

        // 计算旋转差值
        float rotationDelta = newXRotation - currentXRotation;

        // 使用四元数进行旋转（绕世界坐标系X轴旋转）
        Quaternion xRotation = Quaternion.AngleAxis(rotationDelta, Vector3.right);
        selfTransform.rotation = xRotation * selfTransform.rotation;

        // 更新当前X轴旋转角度
        currentXRotation = newXRotation;
    }

该方法传入的参数表示想要旋转的增量，首先计算好新的旋转角度之后，对新的旋转角度进行限制，约束在设置的最小与最大旋转量之间。限制后使用四元数提供的AngleAxis方法进行旋转，该方法表示绕某个轴旋转特定的度数，并返回一个四元数。使用乘法来进行四元数的叠加，先进行新的旋转再叠加上原有的四元数，最后更新当前的旋转角度