向量的叉乘(外積/叉積):
a(ax, ay, az)
b(bx, by, bz)
a x b = c (aybz – azby, axbz – azbx, axby - aybx)
兩個向量叉乘的幾何意義:
得到乙個新的向量,c向量,c向量同時垂直於a向量和b向量。垂直於a向量和b向量所組成的平面,我們也把c向量叫做那個平面的法向量。
向量的叉乘不滿足乘法交換律,但是有一定的規律:
a x b = - (b x a) 互為負向量。
c向量的模長 = |a||b|sin
四元數:
複數(虛數):是乙個複合型的數,是由實數部分(實部)和虛數部分(虛部)組成,當實部為0,這個複數就變成了純虛數,當虛數部分為0,這個複數就變成了實數。
虛數:我們將乙個數的平方等於-1,那麼這個數就是虛數單位。
實數:有理數和無理數的集合。
有理數:一切有道理的數 — 有限數和無限迴圈小數
無理數:沒有道理的數 — 無限不迴圈數。
四元數是一種超複數:x y z w 其中w是實部,剩下的x y z 都是虛部,我們就可以把四元數表示為:
q = w + xi + yj + zk (其中ijk全是虛數單位)
四元數是數學家漢密爾頓最先推導,為了表示旋轉,四元數中儲存著的是一對兒 軸角對兒,含義是繞著某根軸,旋轉…度角。
那麼這軸角對是如何儲存在四元數的四個分量中的呢?????
在四元數中:
x = n.x * sin(θ/2)
y = n.y * sin(θ/2)
z = n.z * sin(θ/2)
w = cos(θ/2)
複數運算法則:
加法: (a + bi) + (c + di) = (a + c) + (b + d)i
減法: (a + bi) - (c + di) = (a - c) + (b - d)i
乘法: (a + bi) * (c + di) = (ac - bd) + (ad + bc)i
q四元數的模 = sqrt(x^2 + y^2 + z^2 + w^2),模長為1的四元數我們稱之為標準四元數。
單位四元數:(0,0,0,1) 幾何意義:無旋轉。
共軛四元數:將原四元數的虛數部分取負。反向旋轉。
四元數的逆 = 共軛四元數/四元數的模。q^-1 * q = 單位四元數
四元數的乘法:
q1 = (v1, w1)
q2 = (v2, w2)
q1 * q2 = (w1 * v2 + w2 * v1 + v1 x v2, w1 * w2 - v1·v2)
四元數和四元數相乘代表的幾何意義是讓旋轉量進行疊加
四元數和vector3進行相乘幾何意義是
如果vector3是乙個座標點,讓座標點繞著四元數中的軸角對進行旋轉。
如果vector3是乙個向量,讓向量繞著過向量起點的軸角對進行旋轉。
3D數學讀書筆記 四元數
什麼是四元數 複數是由實數加上虛數單位i 組成,當中 i 1 相似地,四元數都是由實數加上三個元素 i j k 組成,並且它們有例如以下的關係 i j k ijk 1 每乙個四元數都是 1 i j 和 k 的線性組合,即是四元數一般可表示為a bi cj dk。關於四元數的歷史 四元數是由哈密頓在1...
3D數學基礎 四元素
1 四元素的表示 四元數使用乙個三維向量來表示旋轉的座標軸和乙個旋轉角度。其物理意義為 圍繞乙個通過座標系原點的座標軸旋轉一定的角度 四元數的表示方法 w表示旋轉量,其餘 的表示座標軸。2 四元素中的旋轉角與旋轉軸 在使用矩陣進行我們使用n表示旋轉軸,表示旋轉角度,同樣我們不必關係旋轉軸n的長度,把...
3D變換中的四元數
在3d程式中,通常用quaternion來計算3d物體的旋轉角度,與matrix相比,quaternion更加高效,占用的儲存空間更小,此外也更便於插值。在數學上,quaternion表示複數w xi yj zk,其中i,j,k都是虛數單位 i i j j k k 1 i j k,j i k 可以把...