四元数阅读文档笔记记录

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一、笔记

1、p11

20210212142740

这里的平移,如果轴不经过原点,那么,在平移过程中,要旋转的点也是跟随轴一起平移的,它们可以看作一个整体。也就是说,先将轴和要围绕这轴旋转的点一起平移到轴经过原点的地方,然后进行相应的旋转操作,之后再将轴和点一起平移回去。

2、p12

2.1

三维中,一个轴的坐标,其实是代表这个轴的线段的末端点的坐标,而且,这里我们是已经假设了轴是经过原点的。

2.2

Q:为什么说在三维空间中定义一个方向只需要用到两个量就可以了?(与任意两个坐标轴之间的夹角)?
A:因为我们在微积分中学过,(cos^2alpha + cos^2 eta + cos^2 gamma = 1).

3、p13

20210212143706

以下是关于上面的正交投影式子的简要说明。

利用正交性,可得:(displaystyle extbf{u} cdot ( extbf{v} - frac{ extbf{u}}{left| extbf{u} ight|} cdot left| extbf{v} ight| cdot cos alpha) = 0),其中,(alpha)( extbf{u})( extbf{v}) 的夹角。
化简,得:(displaystyle left| extbf{v} ight| cdot cos alpha = frac{ extbf{u} cdot extbf{v}}{ extbf{u} cdot extbf{u}}),这里,(left| extbf{v} ight| cdot cos alpha) 表示 ( extbf{v}_{||}) 的模,所以,(displaystyle frac{ extbf{u} cdot extbf{v}}{ extbf{u} cdot extbf{u}} extbf{u}) 表示 ( extbf{v}_{||})

4、p21

这里涉及到向量的叉乘,回到学校之后,利用教材再进行详细复习。

5、p25

“我们可以很容易地将前面的 ( extbf{v}^{'}_{perp})( extbf{v}_{perp}) 替换为 (v^{'}_{perp})(v_{perp})” 这里的 (v^{'}_{perp})(v_{perp}) 指的是 p24 中的纯四元数。

6、p38

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这里的角 (phi) 应该是不定的,因为过 ( extbf{v}_0)( extbf{v}_1) 这两点的圆弧是不定的,但是,暂时可以这样理解,一旦确定(不妨)了一个圆弧,那么,相关的比例总是准确的。

7、p39

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这里暂时可以用二维的向量点乘结果来辅助理解。我们知道,二维中,两个单位向量的点乘的结果是这两个向量的夹角的余弦值。这一点利用三角关系不难得出。

二、后记

这篇文档是知乎的一个用户分享的,当然,他也是篇文档的作者,我认为,这篇文档写得比较通俗易懂,同时不失其严谨性,用来了解四元数,应该说是相当合适。

关于这篇文档,第 6 章的部分我没有读懂,但是,对于四元数这一整体还是有了一定的把握,至少,再次学习 Unity 时,不会因为这个而磕磕绊绊了。

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