1. 짐벌락(Gimbal Lock)

3D 공간에서 오일러 각도를 사용하여 회전하는 경우에 발생하는 문제

1.1. 오일러 각도와 축

• 오일러 각은 Roll, Pitch, Yaw세 축을 중심으로 3차원 객체를 회전시키는 각도

1.2. 짐벌락의 발생조건

• 주로 Pitch각도가 90도가 되면서 두 축이 겹치게 되면 짐벌락이 발생
• 이 상황에서 회전 축이 하나로 감소하게 되면서 일부 자유도가 상실됨

1.3. 해결방안

• 쿼터니언을 사용

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2. 쿼터니언(Quaternion)

회전을 나타내는 수학적인 개념으로 3D 공간에서 오일러 각도의 한계를 극복하기 위해 사용된다.

2.1. 쿼터니언의 정의

• 4개의 실수로 이루어진 벡터
• q = w + xi + yj + zk
  • w는 스칼라
  • i, j, k는 벡터

2.2. 회전 표현

• 쿼터니언에서는 세개의 축을 동시에 회전
• 직관적이지 않고 180도 이상을 표현할 수 없다는 단점이 존재