3D Math 3D 數學 向量與點2

2021-10-07 00:09:54 字數 1881 閱讀 8514

最近有粉絲反應,3d 數學可以不學嗎,太枯燥了。我想說這個是你在圖形界的立身之本,這些其實並不難,踏下心來看一下,基礎的也那些東西,還是再接再厲吧,堅持是不變的真理!!!

今天來聊一下向量的運算,向量可以和標量、向量、矩陣進行運算,這裡先不談矩陣。

負向量:即把向量的每乙個分量變負,且向量加上自身的負向量等於零 v+(-v) = 0

負向量的幾何解釋為:向量變負,將得到乙個大小相等但方向相反的向量

向量大小:向量的大小就是各分量的平方和的平方根,取絕對值,因為向量大小(長度)沒有負數

以2d向量為例,已知箭頭點的座標為(3,1),可得橫向長度為3,縱向高度為1,根據勾股定理可得箭頭長度為3*3+1*1開平方,結果為3.162

標量與向量乘除法:標量直接與每個分量相乘即可,順序不重要,除法同理

向量與標量乘除法的幾何解釋為向量的縮放,如果標量為負數,方向取反

單位向量:就是向量的大小為1(非零向量),計算公式=向量除以向量的大小

在很多時候我們並不需要向量的大小,只需要用它的方向,這時候單位向量是很方便的

向量加減法:各分量相加減即可(向量維數要相同,加法滿**換定律,減法 no no no)

向量加減法滿足平行四邊行法則

由上圖可知,向量的減法同時可以表示為兩點之前的位移,且通過向量大小公式可以計算出兩點距離

向量點乘:向量點乘就是對應各分量乘積的和,結果是乙個標量

點乘滿**換定律,那些絕頂聰明的人發現,點乘還等於向量大小與兩個向量夾角的cos值的積 a*b=||a||*||b||*cosθ,如果兩個向量都為單位向量,那麼向量點乘就等於它們夾角的cos值,再反餘玄定理可求出夾角

根據三解函式可推:||b||*cosθ等於向量b在向量a上的投影,||a||*cosθ等於向量a在向量b上的投影

向量叉乘:記作axb,不滿**換定律,滿足反交換定律 axb=—(bxa)

向量a和b在同一平面,axb指向該平面正上方,且垂直於這個平面,長度等於兩個向量大小和夾角sin值的乘積,這個值還等於以a\b為兩邊的平行四邊行面積。

寫這篇博文累吐了啊,數學果然很麻煩,但還是值得的,這裡提供了相關公式

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