四元数与欧拉角相互转换

转自：四元数与欧拉角之间的转换 在3D图形学中，最常用的旋转表示方法便是四元数和欧拉角，比起矩阵来具有节省存储空间和方便插值的优点。本文主要归纳了两种表达方式的转换，计算公式采用3D笛卡尔坐标系： 图1 3D Cartesian coordinate System (from wikipedia)–笛卡尔坐标系(来自维基百科) 定义分别为绕Z轴、Y轴、X轴的旋转角度，如果用Tait-Bryan angle表示，分别为Yaw、Pitch、Roll。 图2 Tait-Bryan angles (from wikipedia)—泰特布莱恩角度 一、四元数的定义 通过旋转轴和绕该轴旋转的角度可以构造一个四元数： 其中是绕旋转轴旋转的角度，为旋转轴在x,y,z方向的分量（由此确定了旋转轴） 二、欧拉角到四元数的转换 三、四元数到欧拉角的转换 arctan和arcsin的结果是这并不能覆盖所有朝向(对于角的取值范围已经满足)，因此需要用atan2来代替arctan。 四、在其他坐标系下使用 在其他坐标系下，需根据坐标轴的定义，调整一下以上公式。如在Direct3D中，笛卡尔坐标系的X轴变为Z轴，Y轴变为X轴，Z轴变为Y轴（无需考虑方向）。 五、示例代码 http://www.cppblog.com/Files/heath/Euler2Quaternion.rar Demo渲染两个模型，左边使用欧拉角，右边使用四元数，方向键Up、Left、Right旋转模型。

参考：https://www.cnblogs.com/21207-iHome/p/6894128.html