一文详解四元数、欧拉角、旋转矩阵、轴角如何相互转换
一文详解四元数、欧拉角、旋转矩阵、轴角如何相互转换
- 简介
- 欧拉角与旋转矩阵
- 欧拉角---->旋转矩阵
- 旋转矩阵---->欧拉角
- 四元数与旋转矩阵
- 四元数---->旋转矩阵
- 旋转矩阵---->四元数
- 欧拉角与四元数
- 欧拉角---->四元数
- 四元数---->欧拉角
- 轴角
- 轴角---->四元数
- 轴角---->旋转矩阵
简介
欧拉角与旋转矩阵
欧拉角---->旋转矩阵
D3D和OpenGL不同,用的坐标系是Y轴竖直向上的左手系,所以欧拉角的顺规是跟广大blog、OpenGL不一样的,那么博客上、甚至维基百科[2]上的各种基于右手系xyz顺规(分别对应roll, pitch,yaw)的看起来就不太能随随便便直接用了。
首先欧拉角旋转序列(Euler Angle Rotational Sequence)一共有12种顺规,6种绕三条轴的旋转(也叫Tait-Bryan Angle,XYZ,XZY,YXZ,YZX,ZXY,ZYX),另外6种只绕两条轴的旋转(也叫Proper Euler Angle,XYX,YXY,XZX,ZXZ,YZY,ZYZ)。如果相邻两次旋转是绕同一条轴,例如XXY,那么其实可以坍缩成XY。那么只绕一条轴旋转就根本不够自由度就不需要说了。也就是说,一共有12种基础旋转的组合顺序,它们可以旋转出三维的所有旋转状态。所以一共是12种旋转顺规(可以表示所有旋转的集合),DirectXMath库采用的是ZXY顺规,分别对应着Z-Roll,X-Pitch,Y-Yaw。
其实可以不用自己推的,维基百科把12种顺规乘出来的矩阵都写出来了
旋转矩阵---->欧拉角
四元数与旋转矩阵
四元数---->旋转矩阵
旋转矩阵---->四元数
欧拉角与四元数
欧拉角---->四元数
四元数---->欧拉角
轴角
轴角---->四元数
轴角---->旋转矩阵
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