【Unity】Unity常用类：向量Vector3、四元数Quaternion_quaternion和vector4的区别

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Vector3

Vector3类是Unity常用类之一，通常用来表示3D向量和点，有时也可以用来表示欧拉旋转。Vector3使用给定的 x、y、z 分量创建新向量。

构造函数

public Vector3 (float x, float y, float z);

静态变量

Vector3提供了一些静态变量，方便使用常用的方向，例如Vector3.up代表了Vector3(0, 1, 0)。

变量

运算符

常用方法（静态）

OrthoNormalize（正交标准化）

OrthoNormalize (ref Vector3 normal, ref Vector3 tangent, ref Vector3 binormal);
标准化 tangent 并确保其与 normal 正交，binormal 为副向量。

空间中的点通常使用xyz轴系的坐标指定。但如果有任意三个向量为标准化向量（大小为1），且彼此正交（互相垂直），他们就可以被认定为轴。

正交标准化可以用来生成新的坐标系，但与正常坐标系不同的是，其正切向量与副向量是不固定的。

Reflect（反射）

从法线定义的平面反射一个向量。Vector3 Reflect (Vector3 inDirection, Vector3 inNormal);

Lerp（线性插值）

Lerp用于在两个点之间进行线性插值。

普通用法：由快到慢移动，且不能到达目标点。

// 起点不固定，终点和比例固定。
Vector3.Lerp(position, targetPosition, 0.1f);
1
2

起点不固定，终点和比例固定。

Lerp自然运动：需要结合AnimationCurve（动画曲线）类使用：

Vector3.Lerp(Vector3.zero, targetPosition, curveObj.Evaluate(0.1f));
1

此运动不会超过终点，使用LerpUnclamped方法可以超过终点。
Evaluate方法传入一个 x 会返回一个 y（运动曲线上的 y ）。x到1后终止。

Quaternion

四元数用三个分量 x， y， z 和一个标量 w 来表示旋转。它们结构紧凑，不受万向锁影响，可以轻松插值。 Unity 内部使用四元数来表示所有旋转。

构造函数

public Quaternion (float x, float y, float z, float w);

使用给定的 x、y、z、w 分量构造新的四元数。

静态变量

identity：同一性旋转，与世界坐标保持一致。该四元数对应于“no rotation”- 对象与世界轴或父轴完全对齐。

例：用脚本创建物体，第三个参数角度可使用，使用后所创建的物体将于世界坐标一致。

变量

常用方法

Eular（欧拉角转四元数）

用于将欧拉角转为四元数。
public static Quaternion Euler (float x, float y, float z);
x，y，z沿某个轴旋转多少度。

四元数转欧拉角

Quaternion qt = this.transform.rotation;
Vector3 eular = qt.eulerAngles;
1
2

AngleAxis

创建一个围绕 axis 旋转 angle 度的旋转。

public static Quaternion AngleAxis (float angle, Vector3 axis);

AngleAxis(50, Vector3.up) 与 Eular(0, 50, 0) 作用相同。但如果旋转轴不是主轴，则Eular无用。

LookRotation

获取注释旋转的角度，如直接将角度赋值给Transform，则与调用 LookAt 方法效果相同。如果使用Lerp等方法动态做旋转，则可实现曲线运动，Look只管 z 轴。

Angle

public static float Angle (Vector3 from, Vector3 to);
获取两个向量（ from 和 to）之间的夹角。返回值以度为单位，值域为[0, 180]，也就是说Angle只能计算180°以内的角，无法确认旋转方向。

SignedAngle

public static float SignedAngle (Vector3 from, Vector3 to, Vector3 axis);
获取两个向量（ from 和 to）在axis平面的夹角（以度为单位），其结果值域为[-180, 180]，to在from的左边则返回负数，右边则返回正数。

FromToRotation

创建一个从 fromDirection 旋转到 toDirection 的旋转。

public static Quaternion FromToRotation (Vector3 fromDirection, Vector3 toDirection);

通常使用此方法来做轴旋转（对Transform进行转转），使其一个轴（如 y 轴）跟随世界空间中的目标方向。

例如：把y轴旋转到z轴

// 把y轴旋转到z轴
this.transform.rotation = Quaternion.FromToRotation(Vector3.up, transform.forward);
1
2

运算符

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