OpenGL8.1 矩阵的几何意义
2019-07-18 本文已影响0人
数字d
矩阵的几何意义:
平移:
13.png假设:
p,q,r为+x,+y,+z坐标轴上的单位向量,v = xp + yq + zr;
如果把矩阵的行解释为坐标的基向量,那么乘以该矩阵就是做了一次坐标转换。若aM = b,就可以理解为M矩阵将a向量转换为b向量。
基向量[1,0,0],[0,1,0],[1,0,0]乘以矩阵M的几何意义:
14.png
15.png 16.png
矩阵乘以基向量,能得到一个向量。而向量的结果就和基向量有关。规律见上图。
2 * 2矩阵:
1.png抽取基向量p和q,
p = [2,1]
q = [-1,2]
矩阵变换:
3.png 屏幕快照 2019-07-17 下午3.09.34.png由第一行 [1,0],第二行[0,1]变换成上图效果。
三维矩阵的几何意义:
4.png 5.png 6.png一点儿总结:
方阵的行能被解释为坐标系的向量。
为了将向量从一个坐标系转换成另一个坐标系,用它乘以一个矩阵。
从原坐标系这些基向量定义的新坐标系的变化是一种线性变换。线性变换保持直线和平行,但角度,长度,面积或者体积可能会发生变化。
零向量乘以任何矩阵仍得零向量。因此,方阵所代表的线性变换的原点和原坐标系原点一致。变换不包括原点。
所谓的几何意义,在平面上就是从原点到两个向量构成的平行四边形的对角线,在三维坐标系中,几何意义就是构成的立方体的对角线。
矩阵和线性变换:
不解释直接上图~~
8.png
变换物体:变换物体是最直接的变化。渲染一辆车,首先需要从车的物体坐标系,再到世界坐标系,再到相机(视角)坐标系。
变换坐标系:可以选择变换物体坐标系,也可以选择变换世界坐标系。碰撞检测,如果两台车发生碰撞,我们知道世界坐标系中的装机位置和撞击路线。世界坐标系转换到和车的物体坐标系重合的位置,撞击车,车,撞击路线不动,这样就能得到撞击车和撞击路线
在车的物体坐标系的坐标,就可以判断车是否相撞。
三角函数表速查:
9.png
旋转
2D旋转:
2D旋转矩阵的构成
10.png 11.png
p,q是同时旋转的:
12.png
3D旋转:
3D - X 围绕X轴旋转:
3D - Y 围绕Y轴旋转:
14.png3D - Z 围绕Z轴旋转:
15.png想让一个图形围绕一个坐标轴来旋转一定的度数,可以将图形的矩阵值和矩阵相乘,即可实现
矩阵中坐标旋转的矩阵结果。
缩放:
2D缩放和3D缩放
16.png
接下来来两个烧脑理解:
17.png 18.png