向量旋转现在已知一个三维单位向量(a,b,c),想知道将任何一个向量(x,y,z)按这个单位向量指示的方向角度旋转的那个
来源:学生作业帮 编辑:神马作文网作业帮 分类:数学作业 时间:2024/11/16 03:59:06
向量旋转
现在已知一个三维单位向量(a,b,c),想知道将任何一个向量(x,y,z)按这个单位向量指示的方向角度旋转的那个矩阵是什么。只弄出来二维的,算了几次,貌似都算错了,
如果谁能给我这个3*3矩阵的具体公式 麻烦也在这个问题那回答下 200分奉上
现在已知一个三维单位向量(a,b,c),想知道将任何一个向量(x,y,z)按这个单位向量指示的方向角度旋转的那个矩阵是什么。只弄出来二维的,算了几次,貌似都算错了,
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假定旋转角度是t,那么旋转矩阵是
cost+a^2(1-cost),ab(1-cost)-csint,ac(1-cost)+bsint
ba(1-cost)+csint,cost+b^2(1-cost),cb(1-cost)-asint
ca(1-cost)-bsint,cb(1-cost)+asint,cost+c^2(1-cost)
其实用四元数算会比较方便一点
再问: 旋转向量中不就有方向及角度大小么 你这好像是饶任意轴旋转指定角度的旋转矩阵
再答: 三维空间的旋转需要由转轴和角度来确定,本质上是四个自由度,你只给了转轴(a,b,c),当然还需要一个角度
再问: 三维空间的旋转确实需要确定转轴角度二个因素来确定。但是不过麻烦仔细看一下我的问题,我给出的不是转轴(a,b,c),而是方向向量(a,b.c),它本身就包含了转轴及方向。首选需要确定这个向量起始点为原点,这样的话,转轴就是这个向量与x轴确定的平面与其过原点垂直平面的交线,其角度是向量与这个垂直平面的角度。我知道怎么算,主要是时间问题,现在我没有时间慢慢算,毕业几年了,数学丢得太多了,郁闷。
再答: 你原先的表述很不规范,你那样解释的“方向向量”根本不是什么标准术语,而且即使是现在的解释仍然是有歧义的,很显然你所丢失的不仅是计算能力,连表述都很成问题。 按照新的解释,(a,b,c)与(1,0,0)确定的平面的法向为(0,c,-b),再由此得到转轴为(-c^2-b^2,ab,ac),把这个向量单位化得到单位向量(u,v,w)。接下去“其角度是向量与这个垂直平面的角度”这句中的向量意义不明确,如果是指(a,b,c)那么角度是pi/2,如果是指(u,v,w)那么角度为0,这应该都不是你想要的。 但是不管怎么说,你自己把角度算出来之后代我给你的公式就行了,只是注意一下cost的符号问题,这个跟转轴方向的选取(二选一)有关。
再问: 呃 算了 过几天有空了 我自己慢慢算吧。分给你算了,至少你还算认真答了 也许我用得确实不是啥专业术语 但是我想用方向向量来定义描述方向的向量应该也不算太离谱 而且我后面也说了 按该向量指示的方向角度 至少离你前面说的差得很远 角度我设想的可能有点误差 我还得想想 当时没仔细想 但是后者(a,b,c)同 (a,b,c)与(1,0,0)确定平面的垂直平面 的夹角大部分情况都不是你说的pi/2
cost+a^2(1-cost),ab(1-cost)-csint,ac(1-cost)+bsint
ba(1-cost)+csint,cost+b^2(1-cost),cb(1-cost)-asint
ca(1-cost)-bsint,cb(1-cost)+asint,cost+c^2(1-cost)
其实用四元数算会比较方便一点
再问: 旋转向量中不就有方向及角度大小么 你这好像是饶任意轴旋转指定角度的旋转矩阵
再答: 三维空间的旋转需要由转轴和角度来确定,本质上是四个自由度,你只给了转轴(a,b,c),当然还需要一个角度
再问: 三维空间的旋转确实需要确定转轴角度二个因素来确定。但是不过麻烦仔细看一下我的问题,我给出的不是转轴(a,b,c),而是方向向量(a,b.c),它本身就包含了转轴及方向。首选需要确定这个向量起始点为原点,这样的话,转轴就是这个向量与x轴确定的平面与其过原点垂直平面的交线,其角度是向量与这个垂直平面的角度。我知道怎么算,主要是时间问题,现在我没有时间慢慢算,毕业几年了,数学丢得太多了,郁闷。
再答: 你原先的表述很不规范,你那样解释的“方向向量”根本不是什么标准术语,而且即使是现在的解释仍然是有歧义的,很显然你所丢失的不仅是计算能力,连表述都很成问题。 按照新的解释,(a,b,c)与(1,0,0)确定的平面的法向为(0,c,-b),再由此得到转轴为(-c^2-b^2,ab,ac),把这个向量单位化得到单位向量(u,v,w)。接下去“其角度是向量与这个垂直平面的角度”这句中的向量意义不明确,如果是指(a,b,c)那么角度是pi/2,如果是指(u,v,w)那么角度为0,这应该都不是你想要的。 但是不管怎么说,你自己把角度算出来之后代我给你的公式就行了,只是注意一下cost的符号问题,这个跟转轴方向的选取(二选一)有关。
再问: 呃 算了 过几天有空了 我自己慢慢算吧。分给你算了,至少你还算认真答了 也许我用得确实不是啥专业术语 但是我想用方向向量来定义描述方向的向量应该也不算太离谱 而且我后面也说了 按该向量指示的方向角度 至少离你前面说的差得很远 角度我设想的可能有点误差 我还得想想 当时没仔细想 但是后者(a,b,c)同 (a,b,c)与(1,0,0)确定平面的垂直平面 的夹角大部分情况都不是你说的pi/2
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