摘要: 在任意方陣中都存在一個標量,稱作該方陣的行列式。
方陣M的行列式記作|M|或“det M”,非方陣矩陣的行列式是未定義的。n x n階矩陣的行列式定義非常復雜,讓我們先從2 x 2,3 x 3矩陣開始。
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摘要: 3x3矩陣僅能表達3D中的線性變換,不能包含平移。經過4x4矩陣的武裝后,現在我們可以構造包含平移在內的一般仿射變換矩陣了。例如:
(1)繞不通過原點的軸旋轉。
(2)沿不穿過原點的平面縮放。
(3)沿不穿過原點的平面鏡像。
(4)向不穿過原點的平面正交投影。
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摘要: 4D向量和4x4矩陣不過是對3D運算的一種方便的記憶而已。
4D向量有4個分量,前3個是標準的x,y和z分量,第4個是w,有時稱作齊次坐標。
為了理解標準3D坐標是怎樣擴展到4D坐標的,讓我們先看一下2D中的齊次坐標,它的形式為(x, y, w)。想象在3D中w=1處的標準2D平面,實際的2D點(x, y)用齊次坐標表示為(x, y, 1),對于那些不在w=1平面上的點,則將它們投影到w=1平面上。所以齊次坐標(x, y, w) 映射的實際2D點為(x/w, y/w)。
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摘要: 若方陣M是正交的,則當且僅當M與它轉置矩陣MT的乘積等于單位矩陣,見公式9.8:
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摘要: 另外一種重要的矩陣運算是矩陣的求逆,這個運算只能用于方陣。
方陣M的逆,記作M-1,也是一個矩陣。當M與M-1相乘時,結果是單位矩陣。表示為公式9.6的形式:
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摘要: 在任意方陣中都存在一個標量,稱作該方陣的行列式。
方陣M的行列式記作|M|或“det M”,非方陣矩陣的行列式是未定義的。n x n階矩陣的行列式定義非常復雜,讓我們先從2 x 2,3 x 3矩陣開始。
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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,必須使用4 x 4矩陣。
一般來說,變換物體相當于以相反的量變換描述這個物體的坐標系。當有多個變換時,則需要以相反的順序變換相反的量。例如,將物體順時針旋轉20度,擴大200%,等價于將坐標系縮小200%,再逆時針旋轉20度。
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摘要: 設想世界中有一個任意方向、任意位置的物體,我們要把它渲染到任意方向、任意位置的攝像機中。為了做到這一點,必須將物體的所有頂點從物體坐標系變換到世界坐標系,接著再從世界坐標系變換到攝像機坐標系。其中的數學變換總結如下:
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摘要: 一般來說,投影意味著降維操作,有一種投影方法是在某個方向上用0作為縮放因子。這種情況下,所有點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),因為從原來的點到投影點的直線相互平行。
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