Что-нибудь слышали про кватернионы? Знаете ли вы, как они используются в компьютерной графике?

Кватернионы — это расширение комплексных чисел, представляющее собой числа с четырьмя компонентами: один скаляр и три мнимых единицы (i, j, k). В компьютерной графике они широко используются для представления и вычисления вращений в 3D-пространстве.

Преимущества кватернионов перед матрицами или углами Эйлера:

• Отсутствие проблемы гимбал-лок (потеря степени свободы при определённых углах).
• Компактное и эффективное хранение вращений (4 числа вместо 9 в матрице).
• Легкость интерполяции (slerp) для плавных анимаций.

Пример использования: чтобы повернуть объект в 3D, мы можем создать кватернион, описывающий вращение вокруг оси на определённый угол, и применить его к вектору позиции.

В Go для работы с кватернионами можно использовать сторонние библиотеки, например, gonum или go-gl/mathgl.

import (
    "fmt"
    "github.com/go-gl/mathgl/mgl32"
)

func main() {
    // Создаем кватернион для вращения на 90 градусов вокруг оси Y
    q := mgl32.QuatRotate(mgl32.DegToRad(90), mgl32.Vec3{0, 1, 0})

    // Вектор, который хотим повернуть
    v := mgl32.Vec3{1, 0, 0}

    // Применяем вращение
    rotated := q.Rotate(v)

    fmt.Println(rotated) // Ожидаем примерно (0, 0, -1)
}