Unity 角度与旋转（四元数与欧拉角）

在Unity中，角度与旋转是一个比较复杂的事情，其实现方式也是有很多，但是使用的规则是比较复杂的，所以需要选择对应的方式来实现需要的效果

一、Unity角度的表示方式

在Unity中表示角度的方式主要有两种，四元数与欧拉角，两者的表示方式有很大的不同，需要深刻理解两者，才能更好的应用：

四元数(Quaternion)：

四元数可用于表示GameObject的方向或旋转。该表示法内部包含四个数字（在Unity中称为x，y，z和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。除非您对四元数的数学特别感兴趣，否则您只真正需要知道四元数表示3D空间中的旋转，并且通常不需要知道或修改x，y和z属性

欧拉角(EulerAngles)：

欧拉角相对于四元数更加直观，可以直接看到旋转的角度，欧拉角的取值范围在0到360度，我们通常对于具体的角度的旋转使用欧拉加是简单方便的一种方式。

二、检查器（Inspector）面板Rotation

在我们创建一个3D物体时，Transfrom组件上就会有Rotation这个属性，Untiy官方手册解释为围绕X、Y或者Z轴进行的旋转，当我们在Sence面板对物体进行旋转，同样就会在Transform组件在看到数字的变化。反之，我们在面板调整数字，同样Sence窗口物体也会做出旋转。

但是当我们在脚本调用Rotation并输出，Debug输出发现与Tansform组件中显示的数字并不相同，而是一个四元数，并且每个数字都是从-1到1，这是为什么呢。其实Rotation并不是和检查面板显示的那样，Rotation是一个四元数，而其数值的正负值往往代表的是旋转方向，而其数值大小0到1则对应0到180度的对应：

所以说，与其说在Transform面板Rotation是一个四元数，不如将其理解为欧拉角，这样便于直观的使用角度。

三、持续旋转

Rotate

持续旋转是比较常用的旋转方式，不注重旋转角度，更注重旋转的速度,比如车轮旋转、摩天轮旋转等等，这样的可以使用transform.Rotate（）来完成。而Rotate（）就相当于获取一个旋转速度

使用方式：
public void Rotate（Vector3 eulers， Space relativeTo = Space.Self）;

eulers：旋转角度的三维数

Rotate:

使用Transform.Rotate以多种方式旋转GameObject。旋转通常以欧拉角而不是四元数提供

Rotate将Vector3参数作为欧拉角。第二个参数是旋转轴，可以将其设置为局部轴（Space.Self）或全局轴（Space.World）。旋转是欧拉量

具体使用方法的几种案例：

         //1，相对于世界坐标transform.Rotate(Vector3.left, Space.World);//2，相对于局部坐标，也就是自身坐标transform.Rotate(Vector3.forward, Space.Self);//3，基本用法float speed = 1f;Vector3 v3 = new Vector3(10, 10,10);transform.Rotate(v3*speed*Time.deltaTime);

四，角度转换到目标角度

eulerAngles:

Transform.eulerAngles表示世界空间中的旋转。在检查器中查看GameObject的旋转时，您可能会看到与此属性中存储的角度值不同的角度值。这是因为Inspector显示本地旋转,可以使用Transform.localEulerAngles来查看本地的角度显示。

关于Transform.eulerAngles

最需要注意的一点是欧拉角的读取数值是介于0到360度的，所以无论读写，可能数值与Transform面板数值不同，同时，最重要的一点，由于这种特性，对其数值的累加可能出错

虽然累加可能出错，尽量不要尝试使用eulerAngles来实现旋转，但是也是可以通过累加来实现对于物体的旋转控制的，虽然累加之后并不是按照数值的递增，但是最终呈现的实物效果还是在旋转状态的：

private Vector3 v3;private void Start(){v3 = new Vector3(0, 0, 0);}// Update is called once per framevoid Update(){v3 += new Vector3(0, 1, 0);transform.eulerAngles = v3;Debug.Log(transform.eulerAngles);

测试结果为：

虽然其数值与Inspector面板不同，使用起来也比较麻烦，但是相对起来它是求物体转换到固定角度的最佳方法了，只是转换时要对数值敏感，选择合适的数值才能起到好的效果。

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);

五、总结

关于角度是Unity中比较难理解的知识，需要对于几种方法有所区分，并选择合适的来应用，虽然有些功能另外的方法也可以使用，但是用起来会很复杂且难以扩展，有一定局限，所以应用前应该做好选择