Encontrar vectores normales para dispositivos iOS

Me gustaría usar CMAttitude para conocer el vector normal al cristal de la pantalla del iPad / iPhone (en relación con el suelo). Como tal, obtendría vectores como los siguientes:

Observe que esto es diferente de la orientación, ya que no me importa cómo se gire el dispositivo sobre el eje z. Entonces, si estuviera colocando el iPad sobre mi cabeza hacia abajo, leería (0, -1,0), e incluso mientras lo giraba sobre mi cabeza (como un helicóptero), continuaría leyendo (0, - 1,0):

Siento que esto podría ser bastante fácil, pero como soy nuevo en cuaterniones y no entiendo completamente las opciones de marco de referencia para el movimiento del dispositivo, me ha estado evitando todo el día.

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