num-quaternion

Rust的四元数。

num-quaternion是一个Rust库，用于实现健壮、高效且易于使用的四元数算术和操作。四元数在计算机图形学、机器人和物理学中广泛用于表示旋转和方向。

特性

• 基本四元数操作：加法、减法、乘法、除法和共轭。
• 单位四元数：对单位四元数的优化操作提供特殊支持。
• 转换函数：转换到/从欧拉角、旋转向量和更多。
• 插值：球面线性插值（SLERP）以实现平滑旋转。
• 全面文档：详细的文档和示例，帮助您快速入门。

安装

将num-quaternion添加到您的Cargo.toml

[dependencies]
num-quaternion = "0.2.25"

对于#![no_std]环境，禁用默认的std功能并启用libm以利用num-quaternion的高级数学功能

[dependencies]
num-quaternion = { version = "0.2.25", default-features = false, features = ["libm"] }

然后，将其包含在您的crate中

use num_quaternion::{Quaternion, UnitQuaternion, Q32, Q64, UQ32, UQ64};

用法

创建四元数

// Create a quaternion with explicit components
let q1 = Q32::new(1.0, 2.0, 3.0, 4.0);  // = 1 + 2i + 3j + 4k

// Create a quaternion using shorthand notation
let q2 = 1.0 + Q32::I;  // = 1 + i

基本操作

let q3 = q1 + q2;        // Quaternion addition
let q4 = q1 * q2;        // Quaternion multiplication
let q_conj = q1.conj();  // Quaternion conjugation

单位四元数

let uq1 = q1.normalize().expect("Normalization failed"); // Normalize quaternion
let uq2 = UQ32::I;  // Unit quaternion representing the imaginary unit

转换函数

// From Euler angles
let (roll, pitch, yaw) = (1.5, 1.0, 3.0);
let uq = UnitQuaternion::from_euler_angles(roll, pitch, yaw);

// To Euler angles
let euler_angles = uq.to_euler_angles();

// From rotation vector
let rotation_vector = [1.0, 0.0, 0.0]; // x axis rotation, 1 radian
let uq = UnitQuaternion::from_rotation_vector(&rotation_vector);

// To rotation vector
let rotation_vector = uq.to_rotation_vector();

球面线性插值（SLERP）

let uq1 = UQ32::ONE;  // Create a unit quaternion
let uq2 = UQ32::I;    // Create another unit quaternion
let interpolated = uq1.slerp(&uq2, 0.3);  // Perform SLERP with t=0.3

文档

有关全面文档和示例，请参阅docs.rs。

有关详细设计原则和错误处理策略，请参阅设计原则。

在RELEASES.md中提供了详细的发行说明。

贡献

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更详细的说明可以在CONTRIBUTING.md指南中找到。

许可协议

许可协议如下：

• Apache License，版本2.0
• MIT许可协议

您可任选其一。

致谢

特别感谢@cuviper提供的num-complexcrate，该crate是该crate的模板。num-quaternion被设计成能够无缝集成到rust-numcrate系列中。