2、3d座標系
有了上面的基礎,過渡到3d座標系簡直是輕而易舉。3d的笛卡爾座標系只是多了乙個z軸,這三條軸相互垂直,共同構成了3d空間。這樣,要在3d空間中定義一點p,就需要3個座標:x、y、z。另外,這3條軸構成了3個平面:x-y平面、x-z平面和y-z平面。如下圖所示。這3個平面很重要,其中每個平面都將控制項分成兩個區域(半空間)。半空間的概念會應用到很多演算法中,所以要好好記住它。3個平面將控制項分為8個子空間,為子空間取乙個名字,叫卦限。卦限沒有編號,筆者也不知道為什麼,有興趣的讀者可以找一下資料然後給筆者科普一下。
於是,z軸帶來了一點小麻煩,那就是:z軸可以向里,也可以向外啊,到底哪邊才是z軸的正半空間呢?因此,產生了兩種不同的3d笛卡爾座標系:左手座標系和右手座標系。
將它們命名為左手座標和右手座標,是因為當用左手握住z軸時,如果其他手指從x軸繞道y軸,則大拇指的方向為z軸正方向。所以,上圖所示的是左手座標系,右手座標系如下圖所示:
本質上,左手座標系和右手座標系並沒有什麼區別,只是習慣上的表示方法不同。兩種座標系之間的轉換也很容易,對3d引擎的要求僅僅是座標系一致就可以了。值得提到的一點是,directx使用左手座標系,opengl使用的是右手座標系。
好了,座標系就講到這裡,非常簡單的知識,雖然簡單,但十分必要,下一節將講到3d數學中另乙個重要的知識點:向量。
由於筆者水平有限,博文中難免會有錯漏之處,還請讀者批評指正。
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3D遊戲的數學基礎
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