環架鎖定
 |
環架鎖定（英語：Gimbal lock），也稱為萬向節鎖定，是使用動態歐拉角表示三維物體透過平衡環架旋轉時會出現的問題。
簡介
歐拉角有兩種：
- 靜態：即繞世界坐標系三個軸的旋轉，由於物體旋轉過程中坐標軸保持靜止，所以稱為靜態。
- 動態：即繞物體坐標系三個軸的旋轉，由於物體旋轉過程中坐標軸隨著物體做相同的轉動，所以稱為動態。
使用動態歐拉角會出現萬向鎖現象；靜態歐拉角不存在萬向鎖的問題。
在動態歐拉角的一次旋轉中，需要按照固定的順序分別繞x、y、z三個軸旋轉一次，假設順序為x-y-z。
在一次旋轉中，當按x軸旋轉時，y、z軸不動；當按y軸旋轉時，為保持x軸在物體坐標系的對應位置，x軸會隨物體旋轉，z軸不動；同理，當按z軸旋轉時，x、y軸隨物體旋轉。
因此，當繞y軸旋轉角度為90°時，此次旋轉中x軸與z軸重合（見右圖「萬向鎖」），導致此次旋轉無法按原順序旋轉至某些方向，這就是萬向鎖問題。
事實上，一旦選擇±90°作為第二次旋轉的角度，就會導致第一次旋轉和第三次旋轉等價，整個旋轉表示系統被限制在只能繞豎直軸旋轉，丟失了一個表示維度。這種角度為±90°的第二次旋轉使得第一次和第三次旋轉的旋轉軸相同的現象，稱作萬向鎖。