四元数与旋转的关系

90 阅读1分钟

首先,定义一个你需要做的旋转。旋转轴为向量[公式],旋转角度为[公式](右手法则的旋转)。如下图所示:

此图中[公式],[公式]

那么与此相对应的四元数(下三行式子都是一个意思,只是不同的表达形式)

[公式]

[公式]

[公式]

这时它的共轭(下三行式子都是一个意思,只是不同的表达形式),

[公式]

[公式]

[公式]

如果你想算一个点[公式]在这个旋转下新的坐标[公式],需要进行如下操作,

1.定义纯四元数

[公式]

2.进行四元数运算

[公式]

3.产生的[公式]一定是纯四元数,也就是说它的第一项为0,有如下形式:

[公式]

4.[公式]中的后三项[公式]就是[公式]

[公式]

这样,就完成了一次四元数旋转运算。

同理,如果你有一个四元数:

[公式]

那么,它对应一个以向量[公式]为轴旋转[公式]角度的旋转操作(右手法则的旋转)。

作者:Yang Eninala

参考链接:www.zhihu.com/question/23…