，如下圖一，把灰色箭頭想象成是一架飛機，紅，綠藍三個圈看作是三個外圍控制器，外圈帶動所有里圈運動，里圈的運動不影響外圈。

1，首先，繞Y軸旋轉(zhuǎn)(旋轉(zhuǎn)綠圈)，來確定前進的方向。這時紅圈與藍圈都跟著旋轉(zhuǎn)。

2，然后，繞x軸旋轉(zhuǎn)(旋轉(zhuǎn)紅圈)，讓飛機仰視或俯視。這時藍圈跟著一起旋轉(zhuǎn)，綠圈不動。

3，最后，繞z軸旋轉(zhuǎn)(旋轉(zhuǎn)藍圈)，讓飛機左右傾斜。這時只有藍圈在轉(zhuǎn)，紅綠圈不動。

經(jīng)過這三個步驟，我們可以把飛機調(diào)整到任意想要的角度。這也是FPS相機中常用的 yaw, pitch, row三個操作。

在步驟2中，若旋轉(zhuǎn)紅圈過程中，恰巧旋轉(zhuǎn)到了圖二所示狀態(tài)，然后進行步驟3時會發(fā)現(xiàn)，旋轉(zhuǎn)藍圈與綠圈效果一樣。

也就是這種狀態(tài)下，旋轉(zhuǎn)Y或Z軸效果一樣了，都只能使飛機左右傾斜，而不能再俯視或仰視(它只能頭朝天)，這下壞了，飛機操作失靈了，只能向上直沖。這就所謂的萬向節(jié)死鎖,gimbal lock.

可見，歐拉角旋轉(zhuǎn)使用的是物體的局部坐標系，旋轉(zhuǎn)過程是對局部坐標的三個軸X,Y,Z分別進行的旋轉(zhuǎn)。

【所謂的死鎖，僅是在一個操作單元，即XYZ組成的任意一個次序中出現(xiàn)了無法控制的現(xiàn)象，如上面飛機失靈的情況，我們可以繼續(xù)操作X軸(紅圈)來調(diào)整飛機的仰視和俯視，這時飛機又可以回到水平飛行的正常軌道上來了】

【但是，對于使用歐拉角旋轉(zhuǎn)的程序，沒有人會去專門寫邏輯來判斷是否發(fā)生了萬向節(jié)死鎖，D3D底層API更不會去管，因此我們的程序就會出BUG]

yaw?是左右看，pitch是俯視或仰視，roll就是左右傾斜。

如果我們寫了一個FPS的飛機控制程序，當發(fā)生上面的死鎖時，調(diào)用pitch就與調(diào)用roll一樣了，當發(fā)現(xiàn)飛機朝上飛時，于是調(diào)用pitch想調(diào)整機頭朝下，結(jié)果卻發(fā)現(xiàn)飛機只是左右傾斜而機頭仍然朝上直飛！出BUG了。

參考：http://www.cnitblog.com/luckydmz/archive/2010/09/07/68674.html

按上述方法在U3D編輯器中可以試驗出萬向節(jié)死鎖，如下圖，物體先繞X軸旋轉(zhuǎn)90度后，再去調(diào)節(jié)Y軸和Z軸的旋轉(zhuǎn)角時，發(fā)現(xiàn)物體只能繞Z軸旋轉(zhuǎn)了，調(diào)節(jié)Y軸的旋轉(zhuǎn)值時物體還是在繞Z軸轉(zhuǎn)，死鎖了。

歐拉旋轉(zhuǎn)的計算可以有許多次序，每種次序得到的結(jié)果都不一樣，U3D為YXZ次序，如果不按此次序來旋轉(zhuǎn)，你就會看不懂它的表現(xiàn)

死鎖的的情況是與歐拉旋轉(zhuǎn)的計算次序有關(guān)的。如YXZ次序時，只要繞X軸的旋轉(zhuǎn)為90度，不管繞Y,Z旋轉(zhuǎn)多少，都是死鎖；XYZ次序時，只要繞Y的旋轉(zhuǎn)為90度，不管繞X，Z的旋轉(zhuǎn)是多少，都是死鎖；其它類推，死鎖取決于中間次序的那個軸。

如上面U3D中的試驗，當我們先給rotation的Y設(shè)置90度，再調(diào)節(jié)X和Z的旋轉(zhuǎn)值時，只要X不為90度就無死鎖，這說明U3D在計算歐拉角時使用的計算順序正是上面的YXZ順序。

PS，歐拉角并不是個特殊算法的產(chǎn)物，它和矩陣旋轉(zhuǎn)本質(zhì)相同，就是說利用矩陣來實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)也會有死鎖，參考下面的這篇文章：

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的万向节死锁_万向节死锁 gimbal lock的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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