3D數(shù)學(xué) ---- 矩陣和線性變換(4) 摘要:
設(shè)想世界中有一個(gè)任意方向、任意位置的物體,我們要把它渲染到任意方向、任意位置的攝像機(jī)中。為了做到這一點(diǎn),必須將物體的所有頂點(diǎn)從物體坐標(biāo)系變換到世界坐標(biāo)系,接著再?gòu)氖澜缱鴺?biāo)系變換到攝像機(jī)坐標(biāo)系。其中的數(shù)學(xué)變換總結(jié)如下:
3D數(shù)學(xué) ---- 矩陣和線性變換(3) 摘要:
一般來(lái)說(shuō),投影意味著降維操作,有一種投影方法是在某個(gè)方向上用0作為縮放因子。這種情況下,所有點(diǎn)都被拉平至垂直的軸(2D)或平面(3D)上。這種類型的投影稱作正交投影(或者平行投影),因?yàn)閺脑瓉?lái)的點(diǎn)到投影點(diǎn)的直線相互平行。
3D數(shù)學(xué) ---- 矩陣和線性變換(2) 摘要:
我們可以通過(guò)讓比例因子k按比例放大或縮小來(lái)縮放物體。如果在各方向應(yīng)用同比例的縮放,并且沿原點(diǎn)“膨脹”物體,那么就是均勻縮放。均勻縮放可以保持物體的角度和比例不變。如果長(zhǎng)度增加或減小因子k,則面積增加或減小k^2。在3D中,體積將增加或減小
k^3。
如果需要“擠壓”或"拉伸"物體,在不同的方向應(yīng)用不同的因子即可,這稱作非均勻縮放。非均勻縮放時(shí),物體角度將發(fā)生變化。視各方向縮放因子的不同,長(zhǎng)度、面積、體積的變化因子也各不相同。
3D數(shù)學(xué) ---- 矩陣和線性變換(1) 摘要: 包含平移的線性變換稱作仿射變換,3D中的仿射變換不能用 3 x 3
矩陣表達(dá),必須使用4 x 4矩陣。
一般來(lái)說(shuō),變換物體相當(dāng)于以相反的量變換描述這個(gè)物體的坐標(biāo)系。當(dāng)有多個(gè)變換時(shí),則需要以相反的順序變換相反的量。例如,將物體順時(shí)針旋轉(zhuǎn)20度,擴(kuò)大200%,等價(jià)于將坐標(biāo)系縮小200%,再逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)20度。