유니티3D 회전 이해

https://docs.unity3d.com/kr/530/Manual/QuaternionAndEulerRotationsInUnity.html

유니티 - 매뉴얼: Rotation and Orientation in Unity

회전은 복잡하다. 그래서 정리가 필요하다. 자세하게 들여다보지는 않을 것이다.

3D 회전은 일반적으로 Quaternion(쿼터니언) 또는 Euler Angle(오일러 각)으로 표현된다.

Unity는 내부적으로 쿼터니언을 사용하지만 쉽게 편집할 수 있도록 Inspector에 해당 오일러 각의 값을 표시한다.

 

Euler Angle (오일러 각)

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순차적으로 적용되는 X, Y 및 Z에 대한 세 가지 각도 값으로 표현해 간단하다.

특정 개체에 오일러 회전(Euler rotation)을 적용하려면 각 회전 값이 해당 축 주위의 회전으로 차례로 적용된다.

 

장점 : 1. 오일러 각은 3개의 각으로 구성된 직관적인(사람이 읽기 쉬운) 형식을 갖는다. 2. 오일러 각은 180도 이상의 회전을 통해 한 방향에서 다른 방향으로의 회전을 나타낼 수 있다.

 

제한 사항 : 오일러 각은 짐벌락으로 어려움을 가진다

 

짐벌 락? 세 개의 회전을 차례로 적용할 때 첫 번째 또는 두 번째 회전으로 인해 세 번째 축이 이전 축 중 하나와 같은 방향을 가리킬 수 있다. 고유한 축을 중심으로 세 번째 회전 값을 적용할 수 없기 때문에 "자유도(degree of freedom)"가 손실된다는 의미.

더 자세히 알고 싶다면 https://handhp1.tistory.com/3

 

Quaternion (쿼터니언)

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개체의 방향 또는 회전을 나타내는 데 사용할 수 있다.

내부적으로 4개의 숫자(Unity에서 x, y, z &w로 참조됨)로 구성되지만 이 숫자는 각도나 축을 나타내지 않으며

일반적으로 직접 액세스 할 필요가 없다.

복잡하기에 Quaternion의 수학을 탐구하는 데 관심이 있지 않는 한 3D 공간에서 회전을 나타낸다는 사실만 알면 되고 x, y 및 z 속성을 알거나 수정할 필요가 없다.

 

이점 : 짐벌락이 발생하지 않는다.

 

제한 사항 : 1. 단일 쿼터니언은 어떤 방향으로도 180도를 초과하는 회전을 나타낼 수 없다. 2. 쿼터니언의 숫자표현은 직관적으로 이해할 수 없다.

 

쿼터니언 회전은 "origin" 또는 "Identity"에서 측정된다.
한 방향에서 다른 방향으로의 회전이 이러한 방식으로 측정되기 때문에 쿼터니언은 180도를 넘는 회전을 나타낼 수 없다.

더 더 자세히 알고 싶다면 http://cau.ac.kr/~kjpark/courses/2008_2_ca/Lec5.pdf

 

유니티에서의 회전

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Unity에서 모든 게임 오브젝트 회전은 내부적으로 쿼터니언으로 저장. 이점이 제한을 능가하기 때문이다.

Inspector에 입력된 새 값(오일러 각)은 Unity 내부적으로 새 Quaternion 회전 값으로 변환된다.

 

스크립트에서 사용

스크립트에서 회전을 사용할 때는 Quaternion클래스와 해당 함수를 사용해 회전 값을 수정해야 한다.

 

1. 오일러 각을 사용하지 않고 회전 생성하고 조작하는 기능.

예)

1. 생성

• Quaternion.LookRotation
• Quaternion.AngleAxis
• Quaternion.FromToRotation

2. 조작

• Quaternion.Slerp
• Quaternion.Inverse
• Quaternion.RotateToWards
• Transform.Rotate
• Transform.RotateAround

2. 오일러 각을 사용

오일러 각을 처리하는 쿼터니언 클래스 함수를 사용.

쿼터니언에서 오일러 각을 검색하는 것이 가능하지만 검색, 수정 및 다시 적용하면 문제가 발생할 수 있다.

각도를 변수로 유지하고 회전에 오일러 각을 적용하는 데에만 사용한다는 점을 유의한다.

예)

• Quaternion.Euler

자주 사용하는 쿼터니언 함수

https://docs.unity3d.com/kr/530/ScriptReference/Quaternion.html

Unity - 스크립팅 API: Quaternion

 

사용자가 가장 많이 사용하는 쿼터니언 함수는 다음에 하나씩 보자.