詳細闡述transform.rotation的多個方面

一、基本概念

transform是Unity中用於控制對象位置、旋轉和縮放的組件，而rotation則是transform中控制對象旋轉的屬性。在Unity中，rotation是一個四元數（Quaternion）變量，用於描述旋轉的方向和強度。相比於歐拉角（Euler Angle）旋轉，四元數旋轉可以避免萬向鎖問題，也更加高效。

通過transform.rotation可以獲取或設置物體的旋轉，例如：

// 獲取物體的旋轉
Quaternion rotate = transform.rotation;
// 設置物體的旋轉
Quaternion newRotate = Quaternion.Euler(0, 90, 0);
transform.rotation = newRotate;

二、旋轉的表示方式

在Unity中，旋轉可以通過四元數、歐拉角和矩陣三種方式來表示。其中四元數是最常用的方式，它可以通過Vector3類型的歐拉角轉換而來。以下是三種表示方式的示例：

// 通過四元數表示旋轉
Quaternion rotate = Quaternion.Euler(0, 90, 0);

// 通過歐拉角表示旋轉
Vector3 euler = new Vector3(0, 90, 0);
Quaternion rotate = Quaternion.Euler(euler);

// 通過矩陣表示旋轉
Matrix4x4 matrix = Matrix4x4.TRS(Vector3.zero, rotate, Vector3.one);

三、旋轉的插值

在遊戲中，常常需要讓物體在不同的時間點之間進行平滑的旋轉，這就需要使用到旋轉的插值。在Unity中，可以使用Quaternion.Slerp和Quaternion.Lerp兩種方法進行插值，它們分別表示球形插值和線性插值。以下是它們的示例：

// 球形插值
Quaternion from = Quaternion.Euler(0, 0, 0);
Quaternion to = Quaternion.Euler(0, 90, 0);
float t = Mathf.PingPong(Time.time, 1);
Quaternion rotate = Quaternion.Slerp(from, to, t);

// 線性插值
Quaternion from = Quaternion.Euler(0, 0, 0);
Quaternion to = Quaternion.Euler(0, 90, 0);
float t = Mathf.PingPong(Time.time, 1);
Quaternion rotate = Quaternion.Lerp(from, to, t);

四、旋轉的限制

在遊戲開發中，常常需要限制物體的旋轉，以保證遊戲的正常運行和良好體驗。例如，人物模型的頭部不能旋轉過度，否則會顯得可笑。在Unity中，可以使用Mathf.Clamp和Mathf.ClampAngle兩種方法對旋轉進行限制，以下是它們的示例：

// 限制旋轉在一定範圍內
Quaternion rotate = Quaternion.Euler(0, 90, 0);
float x = Mathf.Clamp(rotate.x, -0.5f, 0.5f);
float y = Mathf.Clamp(rotate.y, -0.5f, 0.5f);
float z = Mathf.Clamp(rotate.z, -0.5f, 0.5f);
rotate = new Quaternion(x, y, z, rotate.w);

// 限制旋轉角度在一定範圍內
Quaternion rotate = Quaternion.Euler(0, 90, 0);
float y = Mathf.Clamp(rotate.eulerAngles.y, 0, 90);
rotate = Quaternion.Euler(0, y, 0);

五、旋轉的與其它屬性的關聯

在Unity中，旋轉往往與其它屬性（例如位置、大小等）存在相關性。例如，當物體向左傾斜時，它的位置也會有所變化；當旋轉角度大於360度時，它的大小也會隨之發生改變。因此，對旋轉的處理需要綜合考慮這些相關性。以下是它們的示例：

// 物體向左傾斜時，位置也發生變化
Quaternion rotate = Quaternion.Euler(45, 0, 0);
Vector3 pos = new Vector3(-1, 0, 0);
transform.position = rotate * pos;

// 旋轉角度大於360度時，縮放也發生變化
Quaternion rotate = Quaternion.Euler(0, 720, 0);
float scale = Mathf.Clamp01(rotate.eulerAngles.y / 360); // 縮放變量
transform.localScale = new Vector3(scale, scale, scale);