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# Quaternion
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**命名空间**: `XCEngine::Math`
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**类型**: `struct`
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**头文件**: `XCEngine/Math/Quaternion.h`
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**描述**: 四元数，用于表示三维旋转
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## 概述
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Quaternion 提供了一套完整的三维旋转表示和操作方法。四元数可以避免欧拉角的万向节锁问题，并提供平滑的旋转插值（Slerp）。
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## 结构体成员
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| 成员 | 类型 | 描述 | 默认值 |
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|------|------|------|--------|
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| `x` | `float` | X 分量 | `0.0f` |
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| `y` | `float` | Y 分量 | `0.0f` |
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| `z` | `float` | Z 分量 | `0.0f` |
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| `w` | `float` | W 分量（标量部分） | `1.0f` |
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## 公共方法
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| 方法 | 描述 |
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|------|------|
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| [`Identity`](identity.md) | 返回单位四元数 |
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| [`FromAxisAngle`](from-axis-angle.md) | 从轴角创建四元数 |
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| [`FromEulerAngles`](from-euler-angles.md) | 从欧拉角创建四元数 |
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| [`FromRotationMatrix`](from-rotation-matrix.md) | 从旋转矩阵创建四元数 |
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| [`Slerp`](slerp.md) | 球面线性插值 |
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| [`LookRotation`](look-rotation.md) | 创建看向目标的旋转 |
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| [`ToEulerAngles`](to-euler-angles.md) | 转换为欧拉角 |
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| [`ToMatrix4x4`](to-matrix4x4.md) | 转换为 4x4 矩阵 |
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| [`operator*`](operator-mul.md) | 四元数乘法 |
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| [`Inverse`](inverse.md) | 求四元数逆 |
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| [`Dot`](dot.md) | 点积 |
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| [`Magnitude`](magnitude.md) | 求模长 |
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| [`Normalized`](normalized.md) | 返回归一化四元数 |
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| [`Normalize`](normalize.md) | 归一化四元数（静态） |
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## 使用示例
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```cpp
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#include <XCEngine/Math/Quaternion.h>
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#include <XCEngine/Math/Vector3.h>
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#include <XCEngine/Math/Math.h>
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using namespace XCEngine::Math;
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// 从欧拉角创建
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Quaternion q1 = Quaternion::FromEulerAngles(0, Math::Radians(90.0f), 0);
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// 从轴角创建
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Quaternion q2 = Quaternion::FromAxisAngle(Vector3::Up(), Math::Radians(45.0f));
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// 组合旋转
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Quaternion combined = q1 * q2;
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// 旋转向量
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Vector3 rotated = q2 * Vector3::Forward();
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// 球面插值
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Quaternion result = Quaternion::Slerp(q1, q2, 0.5f);
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```
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## 相关文档
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- [Math 模块总览](../math.md) - Math 模块概览
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- [Vector3](../vector3/vector3.md) - 三维向量
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- [Matrix4](../matrix4/matrix4.md) - 4x4 矩阵
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