三角学,向量,矩阵和四元数(上)

辣鸡楼主之前高中空间几何马马虎虎,所以基础的几何知识就不会再阐述了

2D坐标系

1.2D笛卡尔坐标系较为简单就没mark了

2.2D极坐标

i.使用两个变量定义一个点到原点(极点)的距离r,方向θ(与X轴正方向夹角),这里有个注意点左手坐标系中顺时针方向角度为正,而右手坐标系中逆时针方向角度为负。

右图θ可以使用arcsin或者arccos来计算

ii.主要应用:弹道,瞄准,导航方面

 

3D坐标系

1.3D笛卡尔也较为简单没mark

2.3D柱面坐标系


 

其实3D柱面坐标完全是由2D极坐标或者2D笛卡尔坐标转化而来,左图先根据2D极坐标知识确定p'点再往屏幕外平移z个单位即可,右图也同理

2.3D球面坐标系

用两个角度和到原点距离确定顶点P(ρ,Ø,θ)ρ为到原点距离

一图胜千言:

由ρ确定圆锥,由Ø确定1,2,3,4点(最终点就是其中一个),由θ确定5,6,7,8点然后对应上去找到1,2,3,4其中某点即为所要的点

               转换公式

三角形:

i.直角也叫作底角

ii.1弧度 = 57.296°

注意点计算sin cos tan慢,arc更加慢,应当确认是否确实需要知道角度值,若需要则可以用到查找表插值

iii.三角恒等变化

iV. //加粗为向量

I.有如下向量P1(x1,y1) P2(x2,y2)

   U = P1  -  P2 = (x2-x1,y2-y2) = <ux,uy>  (ux,uy为分量) 

    (terminal point   -   initial point)

II.向量长度即为范数||U||表示

III.计算单位向量 n' = n / ||n||

IV.向量加法用平行四边形法则

V.向量减法

V.dot production

可以看出向量点乘是一个标量

应用:使用点乘可以计算出例如:物体A运动轨迹a,物体B运动轨迹b,ab上投影:

要求:一看到这种式子就应马上想到投影

Vi.cross production

nuv构成平面的单位法向量,θ为uv两向量夹角)

计算n方法

等号右边为行列式,它的值即为n向量(i<1,0,0>,j<0,1,0>,k<0,0,1>为x,y,z轴上的单位向量)

                            今天内容就到这里,还有下集,欢迎指正和吐槽!XDDD

原文地址:https://www.cnblogs.com/chaunceyctx/p/6854401.html