Unity API详解——Quaternion类

article/2025/10/31 2:55:23

Quaternion类又称四元数，由x、y、z和w这4个分量组成，属于struct类型。在Unity中，用Quaternion来存储和表示对象的旋转角度。Quaternion的变换比较复杂，对于GameObject一般的旋转及移动，可以用Transform中的相关方法实现。本博客介绍Quaternion类的一些实例属性、静态方法和运算符，并对Quaternion类相乘运算符“*”的两种重载格式在功能上的异同进行了简要的注解。

文章目录

- 一、Quaternion类实例属性
- - 1、基本语法
  - 2、功能说明
  - 3、代码实现
- 二、Quaternion类实例方法
- - 1、基本语法
  - 2、功能说明
  - 3、代码实现

一、Quaternion类实例属性

在Quaternion类中，设计的实例属性主要有eulerAngles属性：欧拉角

1、基本语法

public Vector3 eulerAngles { get; set; }

2、功能说明

此属性用来返回或设置Quaternion实例对应的欧拉角

对GameObject对象的Transform进行欧拉角的变换次序是，先绕z轴旋转相应的角度，再绕x轴旋转相应的角度，最后再绕y轴旋转相应的角度。注意不同的旋转次序得到的最终状态是不同的
对GameObject独享的旋转角进行赋值的方式通常由两种：第一种是将Quaternion实例赋值给transform的rotation，第二种是将三维向量代表的欧拉角直接赋值给transform的eulerAngles

3、代码实现

下面通过实例演示属性eulerAngles的使用，创建一个立方体，将EulerAngle_test.cs挂载在立方体上，将A、B同时拖放物体给它赋值，对于公开的变量来说，Unity编辑器会在 Inspector面板自动实例这个类型默认的空物体，方便赋值，如果没赋值就使用变量会报第错 “未赋值的引用异常”。
在这里插入图片描述

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;public class EulerAngle_test : MonoBehaviour
{public Transform A, B;Quaternion rotations = Quaternion.identity;Vector3 eulerAngle = Vector3.zero;float speed = 10.0f;void Update(){//第一种方式：将Quaternion赋值给transform的rotationrotations.eulerAngles = new Vector3(0.0f, speed * Time.time, 0.0f);A.rotation = rotations;//第二种方式：将三维向量代表的欧拉角直接赋值给transform的eulerAngleseulerAngle = new Vector3(0.0f, speed * Time.time, 0.0f);B.eulerAngles = eulerAngle;}
}

在这里插入图片描述

二、Quaternion类实例方法

在Quaternion类中涉及的实例方法有SetFromToRotation方法、SetLookRotation方法和ToAngleAxis方法，静态方法AngleAxis和实例方法TOAngleAxis功能相近

1、基本语法

public void SetFromTorotation(Vector3 fromDirection, Vector3 toDirection);

2、功能说明

此方法用于创建一个从fromDirection到toDirection的rotation，比如如下代码：

Quaternion q1 = Quaternion.identity;
q1.SetFromToRotation(v1,v2);
transform.rotation = q1;

则相当于将GameObject对象进行如下变换：首先将GameObject对象自身坐标系的x、y、z轴方向和世界坐标系x、y、z轴方向一致，然后将GAmeObject对象自身坐标系中向量y1指向的方向旋转到v2方向

notes：不可以直接及使用transform.rotation.SetFormToRotation(v1, v2)方式进行设置，只能将实例化的Quaternion赋值给transform.rotation

3、代码实现

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;public class SetFromRotation_test : MonoBehaviour
{public Transform A, B, C;Quaternion q1 = Quaternion.identity;void Update(){//不可直接使用C.rotation.SetFromToRotation(A.position,B.position);q1.SetFromToRotation(A.position, B.position);C.rotation = q1;//在Scene面板中绘制直线Debug.DrawLine(Vector3.zero, A.position, Color.red);Debug.DrawLine(Vector3.zero, B.position, Color.green);Debug.DrawLine(C.position, C.position + new Vector3(0.0f, 1.0f, 0.0f), Color.black);Debug.DrawLine(C.position, C.TransformPoint(Vector3.up*1.5f),Color.yellow);}
}