摘要: 在任意方阵中都存在一个标量,称作该方阵的行列式。
方阵M的行列式记作|M|或“det M”,非方阵矩阵的行列式是未定义的。n x n阶矩阵的行列式定义非常复杂,让我们先从2 x 2,3 x 3矩阵开始。
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摘要: 3x3矩阵仅能表达3D中的线性变换,不能包含平移。经过4x4矩阵的武装后,现在我们可以构造包含平移在内的一般仿射变换矩阵了。例如:
(1)绕不通过原点的轴旋转。
(2)沿不穿过原点的平面缩放。
(3)沿不穿过原点的平面镜像。
(4)向不穿过原点的平面正交投影。
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摘要: 4D向量和4x4矩阵不过是对3D运算的一种方便的记忆而已。
4D向量有4个分量,前3个是标准的x,y和z分量,第4个是w,有时称作齐次坐标。
为了理解标准3D坐标是怎样扩展到4D坐标的,让我们先看一下2D中的齐次坐标,它的形式为(x, y, w)。想象在3D中w=1处的标准2D平面,实际的2D点(x, y)用齐次坐标表示为(x, y, 1),对于那些不在w=1平面上的点,则将它们投影到w=1平面上。所以齐次坐标(x, y, w) 映射的实际2D点为(x/w, y/w)。
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摘要: 若方阵M是正交的,则当且仅当M与它转置矩阵MT的乘积等于单位矩阵,见公式9.8:
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摘要: 另外一种重要的矩阵运算是矩阵的求逆,这个运算只能用于方阵。
方阵M的逆,记作M-1,也是一个矩阵。当M与M-1相乘时,结果是单位矩阵。表示为公式9.6的形式:
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摘要: 在任意方阵中都存在一个标量,称作该方阵的行列式。
方阵M的行列式记作|M|或“det M”,非方阵矩阵的行列式是未定义的。n x n阶矩阵的行列式定义非常复杂,让我们先从2 x 2,3 x 3矩阵开始。
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摘要: 包含平移的线性变换称作仿射变换,3D中的仿射变换不能用 3 x 3 矩阵表达,必须使用4 x 4矩阵。
一般来说,变换物体相当于以相反的量变换描述这个物体的坐标系。当有多个变换时,则需要以相反的顺序变换相反的量。例如,将物体顺时针旋转20度,扩大200%,等价于将坐标系缩小200%,再逆时针旋转20度。
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摘要: 设想世界中有一个任意方向、任意位置的物体,我们要把它渲染到任意方向、任意位置的摄像机中。为了做到这一点,必须将物体的所有顶点从物体坐标系变换到世界坐标系,接着再从世界坐标系变换到摄像机坐标系。其中的数学变换总结如下:
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摘要: 一般来说,投影意味着降维操作,有一种投影方法是在某个方向上用0作为缩放因子。这种情况下,所有点都被拉平至垂直的轴(2D)或平面(3D)上。这种类型的投影称作正交投影(或者平行投影),因为从原来的点到投影点的直线相互平行。
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