欧拉角和万向节死锁

欧拉角

表示坐标系按一定顺序绕X轴、Y轴、Z轴旋转。这里的三个轴可以是世界坐标系，也可以是物体自身坐标系。如果是绕世界坐标系旋转，则参考坐标不变；但如果是绕自身坐标系旋转，则坐标系一直在变，相同的旋转数值，采用不同的顺序就会有不同的结果！

• 优点：占用空间小
• 缺点：同一个方位，存在多种描述。比如(0,5,0)和(0,365,0)，(255,0,0)和(290,180,180)，无法判断是否相等

万向节死锁

欧拉角表示三个旋转量，每一个旋转代表一个Gimbal（万向节、平衡环架）。在按自身坐标轴旋转的情况下，如果前两个旋转把第三个旋转轴转到了原来某个轴的位置，这时第三个分量旋转的效果就会和绕着原来那个轴旋转一样，只是角度不同。

比如按照X、Y、Z的顺序，先按照X轴和Y轴旋转，把Z被转到了原来X的方向（从世界坐标系看），然后轮到按Z转，这时的旋转跟开始的时候绕X旋转一样（从世界坐标系看）。于是旋转就减少了一个自由度，从而导致GimbalLock（万向节死锁）

实际应用

Unity中用三个角度保存方位，X和Z都是沿局部坐标系旋转，Y是沿世界坐标系旋转（Unity限制代码里设置的x分量只能为90~270）。如果先按照X旋转90度（自身的Z与世界的Y重合），然后再转Y和Z，这时会发现都是在按照世界坐标系的Y旋转（失去了一个自由度），这就是万向节死锁。由于Y和Z都是在同一个轴向旋转，Unity规定在发生万向节死锁时沿Z轴完成旋转，而Y轴一直为0

Unreal中只有X是沿局部坐标轴旋转，而Y和Z都是沿世界坐标系旋转，三个分量都限制在了0~360