矩阵和变换

3D数学基础:矩阵和变换_哔哩哔哩_bilibili

一个矩阵就相当于一个基。

例如:

 

 

这个矩阵是我们常见的基,是笛卡尔坐标系的基。

 

 

 

在这个基的作用下,向量被映射后,还是它本身。相当于是1倍的向量加上2倍的向量。

 

 这也是一个基。

 

在这个基的作用(映射)下,向量被映射成了,这个结果仍然是相当于1倍的第一个基+2倍的第二个基的结果。

一步一步的来:

第1步:首先把第1个基变成:

 

 即把在x轴方向上伸长为原来的2倍。

 

 

 第2步:把第2个基变成:

 

 

 

 第3步:把第2个基变成:

 

 

 

 

 

 

 白色向量在奇怪的坐标系(新基准构成的坐标系)里面,在横轴上还是一个单位,在纵轴上还是2个单位,相当于在新基准中,还是向量。只不过回到原始的坐标系中,就是向量.

 

 

 

 

 

 

 如果是行向量和矩阵相乘,那么,矩阵的每个行向量组成新坐标系的基。如下:

 

但是,一般是考虑矩阵和列向量相乘。

 

注解:

1.先向p向量移动x个单位,再向q向量移动y个单位。

2.假如p、q向量分别是标准笛卡尔坐标系中的x轴和y轴,那么结果就是坐标或者向量

 

 3.p向量和q向量,相当于是标准笛卡尔坐标系中的x轴和y轴。

 

注解:

1.p向量和q向量,还有另外的名字,叫做基向量。

 

 

注解:

1.缩放其实最简单,因为只需要修改矩阵对角线上的元素就行了。

2.在同一个坐标系下,矩阵会把向量[1 2]映射到 [2 -2].

旋转:

 

 

 

坐标系逆时针旋转90°后,新的基向量是

 

 

 

 

注解:

1.这其实是个特定方向的旋转,但是我们平时做的旋转很多情况下是有一定度数的旋转。这就需要知道一般的旋转公式。

 

注解:

1.只要知道新的基的坐标就行了,即新的基在原始坐标系的中的坐标(x轴和y轴上的值),就知道旋转矩阵的样子了。

 

 

 

注解:

1.旋转的度数θ是已知的,因为是给定的度数。

2.新的第1个基向量是一个单位向量。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

posted on 2022-05-19 12:48  一杯明月  阅读(432)  评论(0编辑  收藏  举报