图形1.2.1 各向量的计算
各向量计算的意义
归一化
用向量除以向量的模
规范向量的长度为1来代表单位向量。单位向量一般用来代表方向。
向量求和
把各个向量首尾相加,最后得到的起点到终点的向量就是该加算的结果。
从代数上可以看做将它们的坐标加起来。
负向量与正向量方向相反。
转置
将行向量互换为列向量。
在一般情况下,一个向量的缺省设置是一个列向量
若进行了转置计算,在代数计算上则更加方便来得到一维向量的长度。
点乘
向量a · 向量b = 模a · 模b ·向量ab间夹角Θ的余弦值
cosΘ = 单位向量a · 单位向量b
点乘可以快速得到两个向量或者两个方向之间的夹角,可以用于计算在另一个向量上的投影。
投影能分解某个向量为2个向量,一个向量平行于某个方向,另一个向量垂直于某个方向,能够更加方便进行计算。
点乘的结果可以用于描述两个的向量的相似程度,并用于判断其前后的相对位置。
叉乘
叉乘所得到的结果是一个向量
两个向量叉乘的结果与两个向量都要垂直,即代表着叉乘出的向量垂直于两个向量所在的平面。
由于存在左右手坐标系的差异,这里引入一下右手螺旋定则:若想表达向量a和向量b的叉乘结果。则将四指弯曲,大拇指伸直。四指延伸的方向对齐向量a旋转到b的方向,那么大拇指代表的就是叉乘的向量结果
下图为右手螺旋定则示意:若向量b在向量a的顺时针方向,则该大拇指为就是其叉乘结果
叉乘能够判定向量左右,内外的相对位置:
如果向量a叉乘向量b得到结果为正,则向量b在向量a的左侧。
如果存在三角形ABC和一个点P,且AB叉乘P,BC叉乘P,CA叉乘A的结果相同,则得出点P在三角形内。
参考
GAMES101-现代计算机图形学入门-闫令琪-Lecture 02 Review of Linear Algebra