Quem nunca fez uma animação usando controles de rotação e derrepente o objeto faz uma rotação totalmente diferente da que você animou?
Esse efeito é o famoso gimbal lock, de uma maneira resumida isso acontece quando em uma rotação os eixos se cruzam e se sobrepoem.
Por exemplo, quando os eixos Y e Z se cruzam e as modificações aplicadas em Y ou Z resultam na mesma rotação para o objeto.
Por exemplo, quando os eixos Y e Z se cruzam e as modificações aplicadas em Y ou Z resultam na mesma rotação para o objeto.
O que acontece no 3d (independente de software) é que os sistema de rotação, usando os eixos X, Y e Z está relacionado a organização dessas rotações de maneira semelhante a uma hierarquia. Sim, nas rotações 3D os eixos giram em ordem definida. Essa é uma das causas dos problemas gerados por esse tipo de sistema em rotações.
Imagine a seguinte situação, você está animando um objeto apenas alterando os ângulos de rotação em Y e Z. Por um breve momento acontece o Gimbal Lock, no qual você acaba alterando os ângulos de rotação em Y, sem se preocupar com a orientação no eixo Z. Logo depois que o eixo Z precisa ser alterado a surpresa aparece, e o objeto realiza um movimento estranho, começando a animação de um local diferente e perfazendo uma trajetória curva ao invés de uma linha reta.
O pessoal do projeto "The Guerrilla CG" produziu dois ótimos vídeos mostrando e explicando o problema.
O grande animador Keith Lango fez um ótimo vídeo mostrando como trabalhar com esse problema.
Segue um link para outro ótimo material sobre o assunto (o material é em maya):
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