欧拉角

使用三个角度来保存方位，如（0, 50, 0）。

X和Z沿自身坐标系旋转，Y沿世界坐标系旋转。

获取物体欧拉角：Vector3 eulerAngle = transform.eulerAngles;

优点：

1、仅使用三个数字保存方位，占用空间小。

2、沿坐标轴旋转的单位为角度，符合人的思考方式。

3、任意三个数字都是合法的，不存在不合法的欧拉角。

缺点：

一、方位的表达方式不唯一。

1、对于一个方位，存在多个欧拉角描述，因此无法判断多个欧拉角代表的角位移是否相同。

例如：

-- 角度0,5,0与角度0,365,0

-- 角度0,-5,0与角度0,355,0

-- 角度250,0,0与角度290,180,180

前面两种还好，第三种就比较复杂了。

2、为了保证方位表达方式唯一，unity限制了角度范围，即沿X轴旋转限制在-90到90之间，沿Y与Z旋转限制在-180到180之间。（实测，代码中修改欧拉角会受这个限制，之间在场景中修改欧拉角不受该限制）

这里就有个问题，如果修改欧拉角的x值，想让物体一直旋转，但是达到限制角度后，物体就不会继续旋转了。

二、万向节死锁

物体沿X轴旋转±90度，自身坐标系Z轴与世界坐标系Y轴将会重合，此时再沿Y轴或Z轴旋转时，将失去一个自由度。

在万向节死锁情况下，规定沿Z轴完成绕竖直轴的旋转，即此时Y轴旋转为0。

四元数

四元数Quaternion在3D图形学中代表旋转，由一个三维向量（x/y/z）和一个标量（w）组成。

旋转轴为V，旋转弧度为θ，如果使用四元数表示，则四个分量为：

x=sin(θ/2)*V.x

y=sin(θ/2)*V.y

z=sin(θ/2)*V.z

w=cos(θ/2)

x、y、z、w的取值范围是-1到1.

Quaternion qt = transform.rotation;
transform.rotation = Quaternion.Euler(0, 50, 0);

优点：避免万向节死锁

缺点：

1、难于使用，不建议单独修改某个数值。

2、存在不合法的四元数。

与向量相乘

四元数左乘向量，表示将该向量按四元数表示的角度旋转。

Vector3 newVec3 = Quaternion.Euler(0, 30, 0) * new Vector3(0, 0, 10);

如计算物体右前方30度，10m远坐标。

Vector3 vec3 = transform.rotation * new Vector3(0, 0, 10);
vec3 = Quaternion.Euler(0, 30, 0) * vec3;
vec3 = transform.position + vec3;

与四元数相乘

两个四元数相乘可以组合旋转效果

Quaternion q1 = Quaternion.Euler(0, 20, 0) * Quaternion.Euler(0, 30, 0);
Quaternion q2 = Quaternion.Euler(0, 50, 0);
// q1和q2相同

transform.rotation *= Quaternion.Euler(0, 1, 0);    // 沿自身y轴旋转
transform.Rotate(0, 1, 0);  // 内部就是使用四元数相乘实现

四元数实战：炸弹-障碍物-玩家范围判定

计算出两个切点坐标后，计算两切线是否与障碍物相交，即可判定玩家是否被炸伤。

四元数API的应用示例

private void OnGUI()
    {
        if (GUILayout.Button("测试"))
        {
            //1、欧拉角转四元数
            //Quaternion.Euler(0, 50, 0);

            //2、四元数转欧拉角
            //Quaternion qt = transform.rotation;
            //Vector3 euler = qt.eulerAngles;

            //3、沿任意轴旋转角度，参数2可以传任意向量作为轴
            //transform.rotation = Quaternion.AngleAxis(50, Vector3.up);

            //4、z轴指向一个方向, transform的z轴指向tf所在位置
            Vector3 dir = tf.position - transform.position; // 方向向量
            transform.rotation = Quaternion.LookRotation(dir);  // 根据方向向量，求出对应的四元数
            //transform.LookAt(tf); // 和上面两行相等
        }
        if (GUILayout.RepeatButton("速度转向")){
            Quaternion qTarget = Quaternion.LookRotation(tf.position - transform.position);
            //5、匀速旋转，z轴指向目标
            //transform.rotation = Quaternion.RotateTowards(transform.rotation, qTarget, 0.05f);
            //6、插值旋转，z轴指向目标
            transform.rotation = Quaternion.Lerp(transform.rotation, qTarget, 0.01f);
            //7、求两四元数的夹角
            if (Quaternion.Angle(qTarget, transform.rotation) < 1)
            {
                transform.rotation = qTarget;
            }
        }
        if (GUILayout.RepeatButton("X轴注视旋转"))
        {
            //8、x轴注视旋转， transform.right可以get和set
            //transform.right = tf.position - transform.position;
            //9、创建四元数，从开始方向旋转到目标方向
            transform.rotation = Quaternion.FromToRotation(transform.right, tf.position - transform.position);
        }
    }