坐标系变换背后的数学推导

之前对坐标系的变换背后的数学原理感到不解,花时间研究下,发现只是简单的矩阵变换。

数学推导

[left[ egin{matrix} v1 & v2 & v3 end{matrix} ight] ag{V} ]

[left[ egin{matrix} u1 & u2 & u3 \ end{matrix} ight] ag{U} ]

v1,v2,v3代表3个向量,V则是由v1,v2,v3三个向量构成坐标系的基底,U则是代表一个坐标系

V到U的变换关系如下,u中的每个向量都可以v的基底来表示

u1 = a11 * v1 + a12 * v2 + a13 * v3

u2 = a21 * v1 + a22 * v2 + a23 * v3

u3 = a31 * v1 + a32 * v2 + a33 * v3

然后可以由a11等标量获得矩阵M

[M = left[ egin{matrix} a11 & a12 & a13\ a21 & a22 & a23\ a31 & a32 & a33\ end{matrix} ight] ag{V} ]

V,U的关系可以表示为

[left[ egin{matrix} u1\ u2\ u3\ end{matrix} ight] = M * left[ egin{matrix} v1\ v2\ v3\ end{matrix} ight] ag{即U = M * V} ]

假设一个向量w

w = a1v1+a2v2+a3v3.(即即) (w = A^TV)

w = b1u1+b2u2+b3u3.即(w = B^TU)

(w = B^TMV = A^TV)

所以A到B的变换矩阵为

(B = (M^T)^{-1}A)

原文地址:https://www.cnblogs.com/millionsmultiplication/p/9720869.html