欧拉角与万向锁
万向锁理解
说到任意一个欧拉角时,首先一定要明确其旋转的顺序,欧拉角的旋转顺序一共有(x-y-z,y-z-x,z-x-y,x-z-y,z-y-x,y-x-z)六种组合。
不管是采用哪一旋转方式,只要位于中间的轴旋转了90°,就会出现万向锁的现象。
举个例子:这里采用 x-y-z 的旋转方式,假设逆时针的旋转为正。当物体绕其自身的y轴旋转90°时,就出现了万向锁的情况。这个时候绕x轴的旋转和绕z轴的旋转是等价的,应该就出现了网上一直说的丢失了一个自由度的情况。
用具体的欧拉角来说明一下: (30°,90°,10°)跟(20°,90°,0°)的旋转结果是等价的。【各位可以用手机试一下这两个旋转是不是真的等价。】。(30°,90°,10°)表示先绕x轴旋转30°,再绕y轴旋转90°,最后绕z轴旋转10°;(20°,90°,0°)表示先绕x轴旋转20°,再绕y轴旋转90°。
这种现象就导致了旋转轴的模糊不清,旋转的不唯一性,程序里不好操作。