第三章 3D 数学基础
3.1 坐标系 对于三维坐标系,分为左手坐标系和右手坐标系两种。左手系的评判原则是:左手的四个手指指向x轴的正方向,当向y轴的正方向弯曲的时候,大拇指所指向的方向就是z的正方向。同理可以认识右手系的评判原则。 对于不同的绘制系统,坐标系统可能是不同的。例如:图形开发工具OpenGL采用的右手系,而DirectX采用的左手系。
在三维图形处理过程中,还涉及到多个图形坐标空间。一般常用的坐标空间包括局部坐标系,世界坐标系和投影坐标系。
3.2 向量 向量在计算机图形处理中会经常使用,它可以表示图形的一个坐标点,也可以表示一个方向。
3.2.1 向量的定义与性质
向量的模又称为向量的范数或者长度。模为1的向量成为单位长度向量,简称为单位向量。
3.2.2 向量的运算 1.向量的加法减法
2.向量的数量积
向量的投影问题
3.向量的向量积
3.3 矩阵 数学上,一个m×n的矩阵是一个由m行n列元素排列成的矩形阵列。矩阵里的元素可以是数字、符号或数学式。
3.3.1 矩阵的定义、性质
3.3.2 逆矩阵定义、性质
3.3.3 求矩阵的逆
3.4 坐标变换
3.4.1 齐次坐标
3.4.2 二维图形的坐标变换
1.平移变换
2.缩放变换
3.旋转变换
4.对称变换
3.4.3 三维图形的坐标变换 1.平移变换 2.缩放变换
3.旋转变换 绕x、y、z旋转的变换矩阵分别为:
4.对称变换
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THE END