四元数的Unity API Quaternion类quaternion (四元数)用于计算unity的旋转。 这些计算紧凑、高效，不受通用锁的困扰，能够简单且迅速地进行球面插补。 在Unity内部，使用四元数表示所有旋转。
Quaternion基于多个，直观理解并不容易。 但是，很少需要访问或修改一个四元数的参数(x、y、z、w )。 在大多数情况下，您只需获取和使用现有旋转(例如，从变换)，或使用四元数创建新旋转(例如，在两个旋转之间平滑插入)。
在大多数情况下，你可能会使用这些函数。
Quaternion.LookRotation，quaternion.angle quaternion.Euler quaternion.slerp quaternion.fromtorotation quaternion.iden
Unity的默认方向在深入理解API之前，需要明确方向、旋转是如何表示的基本概念。
Unity使用的是左手坐标系。 将世界坐标系和东南西北结合起来看，大致如下图所示。
缺省方向如下表所示。
坐标轴的对应方向x右(东)-x左)西) y上(y下z前)北)-Z后)南)假设以你自己的身体为例，你站在地上朝北。 此时是默认方向。 也就是说，Unity中的方向朝向z轴方向。 此时，x轴在东边，y轴对应正上方。 此时对应的欧拉角为[ 0，0，0 ]，此时对应的前方矢量为[ 0，0，1 ]，上方矢量为[ 0，1，0 ]。
在这里区分了左右上下前后的概念。 因为这些概念还支持Vector3和Transform类中的相应方向函数。
方向表示法欧拉角表示法用一组欧拉角表示旋转，XYZ的三个参数表示对应轴服从递归YZX的旋转。 因此，(0，90，90 )表示沿z轴旋转90度，然后沿y轴旋转90度。 详情请参照上述文章《【Unity编程】Unity中的欧拉旋转》。
在前方上方矢量定义法的编程中，大多数情况下需要明确指定方位。 要确定方向，请使用两个向量：向前向量和向上向量。 一个方向的前方和上方确定后，这个方向也完全确定。
例如，如果现在只提供了你现在面向北方的方向，这个方向完全确定吗？ 很明显没有。 你的右侧躺在地上，是朝北还是朝北？ 此时，需要另一个向量，即上方。 给定上方，这个方向完全确定。
上方需要严格拿出来吗？ 在Unity中，我们往往不需要给出严格的向上。 例如，还有上面的例子，如果我朝北，我会先发出(0，0，1 )表示我的前方向量。 那么，是否可以表示出不是(0，0.5，0.5 )这样严格的上方向量的方向呢？ 答案也很好。 因为这两个向量明显确定了一个方向。 虽然前方很严密，但实际的上方是通过前方向你给出的上方向量旋转90度得到的。 也就是说，提供(0，1，0 )作为上方向量和提供所有方向的向量(在下图的弧度范围内) (不包括z和-Z )的结果相同。
绕轴旋转定义法第三种定义旋转的方法是绕某指定轴旋转一定角度。 该方法还可以从默认方向(在这种情况下为向前z，向上y )出发，以确定沿指定轴方向旋转指定角度的相对旋转。 旋转后的前方和上方是确定的。 因此，该方法也可用于确定方向。
从a方向到b方向的相对旋转表示法中，也有从a方向到b方向的相对旋转的方法。 这表示旋转的相对变化。 例如，a表示(0，1，0 )，b表示) 0，0，1 )，也就是说相对旋转量表示原来的上方向前旋转了，这样的四元数也以欧拉角) 90，0，0 )，也就是说沿着x轴旋转了90度
请注意，上面的四种表示方法中，有些是显式的向上向量，而有些是只显式的向前向量。 为了清楚起见，它们都从默认向量出发，如果没有明确指定向上方向，则使用默认的向上方向，即y方向。
eulerAngles成员变量返回欧拉角、与当前四元数对应的欧拉角的this[int]使用类似数组和下标的形式，从四元数开始，四个四元数参数x、y、z、w分别为x、y 你最好更改四个参数，不要更改四元数。 否则，实际上不要更改四个参数：静态成员identity单位四元数，即默认的无旋转状态。 在这种情况下，它与世界坐标相同，以z表示前方，y表示上方的成员函数的形式解释voidset。 (floatnew_x，float new_y，float new_z，float new_w )设置x，float new_w )，其功能与this[]相同Vector3 toDirection )设置为voidsetlookrotation (vector3to direction )，这是静态函数fromtorotation的结果
ookRotation的结果void ToAngleAxis(out float angle, out Vector3 axis)设置成静态函数AngleAxis的结果说明：成员函数几个set方法多用于将当前四元数设置成目标四元数，目标四元数的构建方法与对应名称的静态函数相同。
静态函数 函数形式解释static float Angle(Quaternion a, Quaternion b)计算两个四元数前方矢量之间的夹角度数static Quaternion AngleAxis(float angle, Vector3 axis)构建一个四元数，它表示沿着一个轴旋转固定角度，即上述表示法③static float Dot(Quaternion a, Quaternion b)计算两个四元数之间的点积，返回一个标量，这个函数一般用不到，它的点积不代表什么具体的物理含义，具体定义方法见我的前述文章static Quaternion Euler(float x, float y, float z)构建一个四元数，它用欧拉旋转表示，即上述表示法①static Quaternion FromToRotation(Vector3 fromDirection, Vector3 toDirection)构建一个四元数，它表示从指向fromDirection方向到指向toDirection方向的相对旋转量，见上述表示法④static Quaternion Inverse(Quaternion rotation)构建一个四元数，它是指定的四元数的逆，也就是逆向旋转，比如原四元数表示相对+X轴旋转了90度，那么此函数结果就是相对+X轴旋转了-90度static Quaternion Lerp(Quaternion a, Quaternion b, float t)构建一个四元数，表示从四元数a到b的球面插值，所谓的插值也就是中间旋转量，从a作为起点，此时对应t为0，到b为终点，此时对应t为1。当t取0-1之间的小数时，就代表了中间的插值结果。这个方法与Slerp相同，计算速度快，但是精度低，如果相对旋转变化量很小，则效果不理想static Quaternion LerpUnclamped(Quaternion a, Quaternion b, float t)与Lerp相同，区别是，Lerp的t值会被钳制在[0,1]之间，而此方法则不会，t允许超出计算static Quaternion LookRotation(Vector3 forward, Vector3 upwards = Vector3.up)构建一个四元数，使用前方上方矢量确定朝向，也就是上述表示法②static Quaternion RotateTowards(Quaternion from, Quaternion to, float maxDegreesDelta)构建一个四元数，表示从一个四元数from(的前方)向着另外一个四元数(的前方)旋转，但不能超出指定的角度，也就是如果两个前方矢量夹角超过指定角度，则旋转到达指定角度时就停止，若是夹角本身不足的话，则结果直接为目标四元数to，与上述表示法④的意思很接近static Quaternion Slerp(Quaternion a, Quaternion b, float t)球面插值，与Lerp功能相同，t值也被钳制，计算精度高，但是速度相对较慢static Quaternion SlerpUnclamped(Quaternion a, Quaternion b, float t)与Slerp功能相同，只是t值不被钳制，允许超出计算static Quaternion operator * (Quaternion lhs, Quaternion rhs)乘法运算符重载，当表示两个连续的旋转时，可以使用lhs * rhs的形式得出连续旋转的结果,lhs为左值，rhs为右值。注意左值是先进行的旋转，叠加右值旋转。用法示例:lhs = lhs * rhs;static Vector3 operator *(Quaternion rotation, Vector3 point)乘法运算符重载，表示对一个矢量point施加旋转rotation，得出旋转后的结果矢量。用法示例:Vector3 result=rotation * point 验证前方上方矢量表示法为了验证前方上方矢量表示法的实际上方会重新计算，我设计了以下小实验。
在场景中设置三个物体，它们的朝向是打乱的，从左到右分别对应1、2、3。可以使用以下代码将三个物体朝向调整为一致。
//前方上方矢量界定法的实际上方会重新计算 m_t1.transform.rotation = Quaternion.LookRotation(Vector3.forward, Vector3.up); m_t2.transform.rotation = Quaternion.LookRotation(Vector3.forward, new Vector3(0,0.5f,-0.5f)); m_t3.transform.rotation = Quaternion.LookRotation(Vector3.forward, new Vector3(0,0.5f,0.5f));在start方法中执行上述代码后，如下：
三个物体朝向是一致的，也就说明了上方矢量确实是进行了重新计算。
总结几种表示方法下面使用代码总结几种表示法，对应同样的四元数，大致有四种表示方法。
//旋转量的4种表示形式 Quaternion q1=Quaternion.Euler(90, 0, 0); Quaternion q2 = Quaternion.LookRotation(Vector3.down ,Vector3.forward); Quaternion q3 = Quaternion.AngleAxis(90,Vector3.right); Quaternion q4 = Quaternion.FromToRotation(Vector3.up, Vector3.forward); showQ("q1",q1); showQ("q2",q2); showQ("q3",q3); showQ("q4",q4);它们的输出结果是：
也就是说，这几种形式表示的四元数结果完全相同。
将四元数旋转应用于子弹射击示例当枪管转动起来，子弹仍然沿着正确的朝向发射出去，可以使用很简单的几句话，修改之前的代码后如下：
Bullet_2 bullet = m_compPool.takeUnit<Bullet_2>(); //发射时，将子弹的初始位置为枪口的当前位置 bullet.m_transform.position = m_transform.position; //将子弹的初始化旋转设置为指向当前枪口前方 bullet.m_transform.rotation = Quaternion.LookRotation(m_transform.forward);本节代码可点此下载。觉得有用你就点个赞。