欧拉角(Euler Angles)
欧拉角是一种用三个角度来表示三维旋转的方法,分别对应绕三个坐标轴的旋转:
- 偏航角(Yaw):绕 Y 轴旋转,控制左右转向
- 俯仰角(Pitch):绕 X 轴旋转,控制上下抬头/低头
- 滚转角(Roll):绕 Z 轴旋转,控制侧翻
欧拉角直观易懂,是人类最自然的旋转表示方式,可以表示任意三维旋转。
三个旋转的顺序不能交换,不同的旋转顺序会得到完全不同的结果,因此必须事先约定好旋转顺序(如 ZYX、XYZ 等)。而且每执行一步旋转后,物体的局部坐标系已经改变,后续旋转的轴实际上已经不再是原始的坐标轴了。
万向节死锁
当俯仰角为 ±90° 时,偏航轴和滚转轴会重合,导致同一个旋转对应多组不同的欧拉角,表示不再唯一。