UE5 三个欧拉角Picth、Yaw、Roll及FRotator
文章目录
- 前言
- 一、三个欧拉角Picth、Yaw、Roll
- 俯仰角Pitch
- 偏航角Yaw
- 滚动角Roll
- 二、旋转类FRotator
- FRotator 是三个欧拉角Picth、Yaw、Roll的封装类
- FRotator 多用于对外接口，FQuat 多用于内部实现
- 总结
前言
在游戏开发中，旋转是非常重要的操作。例如，我们可能需要将玩家角色绕Y轴旋转来实现转向、将摄像机绕X轴旋转来实现俯仰等。在UE5.2中，我们可以使用三个欧拉角Pitch、Yaw、Roll及FRotator来实现旋转。
一、三个欧拉角Picth、Yaw、Roll
UE 向开发者提供旋转物体的方式是三个欧拉角：Picth、Yaw、Roll。Pitch 是俯仰角、Yaw 是偏航角、Roll 是滚动角。通过这三个角就能控制物体的旋转，确定一个物体的朝向。
俯仰角Pitch
Picth 表示物体绕红色 X 轴（也就是方向朝前的那个轴）旋转的角度，范围为-90到90度。
偏航角Yaw
Yaw 表示物体绕绿色 Y 轴（也就是方向朝右的那个轴）旋转的角度，范围为-180到180度。
滚动角Roll
Roll 表示物体绕蓝色 Z 轴（也就是方向朝上的那个轴）旋转的角度，范围为-180到180度。
二、旋转类FRotator
FRotator 是 UE 用来封装三个欧拉角 Picth、Yaw、Roll 的类。开发者经常需要与 FRotator 打交道，就像需要和表示物体位置的 FVector 打交道一样。
FRotator 是三个欧拉角Picth、Yaw、Roll的封装类
FRotator 有三个成员变量：Picth、Yaw、Roll，正好是三个欧拉角。因此，我们可以说 FRotator 是封装三个欧拉角 Picth、Yaw、Roll 的类。FRotator类还提供了一些方便的函数，例如Add、GetForwardVector、GetRightVector等。使用这些函数可以方便地进行旋转操作。
我们可以使用以下代码创建一个FRotator对象：
FRotator Rotation(0.f, 45.f, 0.f);
上述代码表示创建一个绕Y轴旋转45度的FRotator对象。我们可以使用以下代码将一个Actor绕Y轴旋转45度：
Actor->SetActorRotation(Rotation);
除了SetActorRotation函数外，还有其他函数可以设置旋转。例如，我们可以使用以下代码将一个摄像机绕X轴旋转：
Camera->SetWorldRotation(FRotator(45.f, 0.f, 0.f));
上述代码表示创建一个绕X轴旋转45度的FRotator对象，并将摄像机的世界旋转设置为该FRotator对象。
FRotator 多用于对外接口，FQuat 多用于内部实现
在游戏引擎内部，通常使用四元数来表示旋转，因为四元数能轻易地串接旋转以及进行旋转插值。UE 也不例外。在 UE 内部，使用 FQuat 表示四元数，并用来进行旋转计算。但是四元数并不容易直观理解，在一点上不如欧拉角。为了平衡这一矛盾，UE 就多使用 FRotator 对外提供接口，而 FQuat 多用于实现 UE 内部的功能。换言之，游戏开发者多关注 FRotator，而引擎开发者更注重 FQuat。FRotator 与 FQuat 之间的关系，可以概括为 FRotator 多用于对外接口，FQuat 多用于内部实现，且二者之间可以相互转换。
使用FRotator类可以非常方便地进行旋转操作。例如，我们可以使用以下代码将一个Actor绕Y轴旋转90度：
FRotator Rotation(0.f, 90.f, 0.f);
Actor->SetActorRotation(Rotation);
除了使用FRotator类外，我们还可以使用旋转矩阵来进行旋转操作。在UE5.2中，我们可以使用FMatrix类来表示旋转矩阵。FMatrix 类包含一个3x3的矩阵，表示三个轴的旋转矩阵。
使用 FMatrix 类可以进行更加复杂的旋转操作。例如，我们可以使用以下代码将一个Actor绕任意轴旋转：
FVector Axis(1.f, 1.f, 0.f);
float Angle = 45.f;
FMatrix Rotation = FMatrix::MakeRotationAxis(Axis, FMath::DegreesToRadians(Angle));
Actor->SetActorTransform(FTransform(Rotation, Actor->GetActorLocation()));
在上面的代码中，我们使用FMatrix::MakeRotationAxis函数创建了一个绕任意轴旋转的矩阵，并将其应用到了Actor上。
总结
在UE5.2中，使用三个欧拉角Pitch、Yaw、Roll及FRotator可以非常方便地进行旋转操作。无论是实现玩家角色的转向、摄像机的俯仰还是其他旋转操作，都可以使用FRotator类轻松实现。我们可以使用FRotator类和FMatrix类来实现旋转操作。无论是简单的绕单个轴旋转，还是复杂的绕任意轴旋转，都可以通过这两个类来实现。
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