오일러 각의 특징

- 개요

3차원 Transform의 회전을 담당하는 오일러 각 방식은 장점과 단점이 명확하게 존재한다

 

- 오일러 각의 장점

1) 직관적인 인터페이스

오일러 각은 3차원 공간의 회전을 지정할 때 직관적인 인터페이스를 제공한다

설정할 값도 Pitch + Yaw + Roll의 3가지뿐이고 표준기저벡터를 회전축으로 사용하여 회전을 설계할 때 유용하다

또한 회전을 설정할 때, 어떤 축으로 몇 도 돌릴 것인지만 결정하면 되므로 소통과 조작이 매우 쉽다

 

2) 적은 용량의 사용

3차원 공간에서의 회전 행렬

 

행렬을 사용하여 3차원 공간의 회전을 표현하려면 위와 같이 최소 9개의 실수 데이터가 필요하다

 

3차원 공간에서의 오일러 각

 

그러나 오일러 각은 위와 같이 3개의 데이터만 있으면 3차원 공간의 회전을 표현할 수 있다

이는 Transform 정보를 줄일 수 있어 적은 용량으로 게임 데이터를 관리할 수 있도록 도와준다

 

- 오일러 각의 단점 : 짐벌락 현상

짐벌락 현상은 세 개의 축이 자유롭게 회전하지 못하고 두 개의 축만 회전에 사용하는 현상을 의미한다

짐벌락이 발생하면 회전에 제약이 발생하게 된다

 

오일러 각의 조합에 대한 경우의 수

 

위와 같이 3차원 공간의 회전을 세 번으로 나눠 진행하는 오일러 각 방식에서는 

실시간으로 변화하는 동적인 3차원 회전을 구현하는 경우에 짐벌락이 발생할 수 있다

짐벌락 현상을 방지하기 위해서는 회전의 구현 방식을 바꿔 수행해야 한다

 

- 짐벌락 현상의 체험

 

프로젝트에서 매 프레임마다 호출되어 게임 로직을 수행하는 Update3D 함수를 위와 같이 구성하였다

• 스페이스바를 누르면 Pitch 회전이 강제로 -90°가 되도록 설정
• 그 외에 Z축 입력 - Pitch + X축 입력 - Roll + Y축 입력 - Yaw 회전이 증감하도록 설정

 

- 최종 실행 결과

짐벌락 발생 전 - 3개의 입력 축을 사용하여 캐릭터 방향 설정

 

짐벌락 발생 후 - X축과 Y축이 동일한 회전을 수행하여 회전에 제약 발생