如何将物体旋转限制在特定角度范围内？

Question

我有一个方向盘，由物理的 daydream 控制器控制（它的工作方式类似于 Wii 控制器）。我使用以下代码来实现它：

void Update() {
    transform.localRotation = GvrController.Orientation;
    transform.localRotation = new Quaternion(0.0f, 0.0f, -transform.localRotation.y, transform.localRotation.w);
}

我需要调整轴，因为控制器的默认位置对于方向盘不是很好。

但是在三维角度中，最大向左和向右旋转之间的角度范围为180度。在此范围内一切都好，但如果我再多旋转一点，这些值就会变成负数，一切都会混乱。有什么办法让玩家只能在此范围内(3轴旋转的z轴上的0-180)旋转？

编辑：主要问题在于，跨越0或180后旋转的值会变为负值，它们对于两者都相同，但顺序不同。跨越0时为-1到-180，而180时为-180到-1。

- Wojtek Wencel

Answer 1

首先，我们需要一个实际可以限制的值。我们将从eulerAngles.z字段获取该值（因为典型的屏幕上的旋转轮围绕z轴旋转 - 根据控制器的不同，您可能需要将其更改为其他字段）：

void Update() {

    // Get the angle:
    float angle = GvrController.Orientation.eulerAngles.z;

    // The magic - clamp it:
    if(angle < -180f){
        angle = -180f;
    }
    else if(angle > 180f){
        angle = 180f;
    }

    // Apply it as a new rotation:
    transform.localRotation = Quaternion.Euler(0f,0f,angle);
}

- Luke Briggs

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Quaternion.AngleAxis函数需要一个浮点数和一个Vector3作为参数，我应该使用不同的函数吗？ - Wojtek Wencel

@faken 编辑：尝试使用 Quaternion.Euler 替代（我必须承认-我自己并不经常使用欧拉方法，但它使其非常容易跟踪） - Luke Briggs

当我使用它时，它变得更加混乱，在“范围”内甚至工作不正常。我认为这是由于将Vector3转换为四元数所致。 - Wojtek Wencel

@faken 你可能需要更改轴的方向（因为这将取决于控制器）。比如，可能使用 eulerAngles.y。在你的问题中，你直接使用四元数的 'y' 分量，这将简而言之给出意想不到的结果。 - Luke Briggs

@faken 好的，我现在明白你的意思了——四元数在使用得当时非常棒。控制器并不知道你是把它倒过来拿着的，它只知道自己的绝对方向。所以你实际上要找的是如何避免当有人把控制器倒过来旋转然后“继续旋转”时造成的非常突然的“颠簸”？ - Luke Briggs

我已经想通了并添加了一个答案。 - Wojtek Wencel

Answer 2

试试这个：

if (transform.eulerAngles.z > 180)
     transform.eulerAngles = new Vector3(transform.eulerAngles.y, transform.eulerAngles.y, 180);
else if (transform.eulerAngles.z < 0)
     transform.eulerAngles = new Vector3(transform.eulerAngles.y, transform.eulerAngles.y, 0);

- Ludovic Feltz

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这会把一切都搞砸，因为我在编辑中写了些东西 :/ - Wojtek Wencel

我有一个关于代码的小问题。您是通过使用euerAngles.y创建新的z轴旋转，因为Z旋转围绕该轴旋转吗？或者您能否解释一下为什么要使用Y值，而不是例如X和Y，或仅使用Z值？ - Pfinnn

这段代码不正常工作，它会弄乱旋转。 - Pfinnn

Answer 3

如果有人想知道，我找到了一个解决方案，基于Luke答案中的脚本。我意识到变为负数的值是正确的，唯一不对的是它们是负数。所以这是有效的脚本：

transform.localRotation = GvrController.Orientation;

float angle = -transform.localRotation.y;

if (angle < 0.0f) {
    angle = Mathf.Abs(angle);
}

transform.localRotation = new Quaternion(0.0f, 0.0f, angle, transform.localRotation.w);

- Wojtek Wencel

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就算你仍在使用四元数的原始组件，在某些情况下会得到意外的结果。四元数代表一个角度和一些任意轴（例如，有两个解将给出相同的可见旋转，但那个y分量完全不同 - 所以在你的用法中它看起来是错误的）。 - Luke Briggs

我不知道，也许你是对的，但它运行得很好，所以看来我只是幸运。 - Wojtek Wencel

Answer 4

试试这个：

If (transform.rotation > 180)
     transforn.rotation = 180;

- Krem Soda

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这个有大约三个问题。首先，我们使用的是 localRotation 而不是 rotation。其次，你正在检查旋转是否为 180 度。什么？你必须检查一个轴。第三，它会变成负数，所以即使正确编写了此检查，该检查也无法解决问题，因为它应该是 if(transform.localRotation.z < 0)。 - Alfie Goodacre

请使用[编辑]链接解释这段代码的工作原理，而不只是给出代码，因为解释更有可能帮助未来的读者。另请参见[回答]。 - Jed Fox