旋转矩阵

旋转矩阵一 旋转矩阵的公式 1 绕 X 轴旋转 2 绕 Z 轴旋转 3 绕 Y 轴旋转 4 绕任意轴 A 旋转 其中 c cos s sin 二 旋转矩阵的性质 1 旋转矩阵是 可逆 的 2 旋转变换是刚性变换 也就是说旋转变换

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一、旋转矩阵的公式

1,绕X轴旋转


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2,绕Z轴旋转

3,绕Y轴旋转

4,绕任意轴A旋转

其中 c = cosθ, s = sinθ.

二、旋转矩阵的性质

1,旋转矩阵是可逆

2,旋转变换是刚性变换,也就是说旋转变换只改变物体的位置,不改变物体的形状和尺寸

3,旋转矩阵是正交矩阵,也就是旋转矩阵的逆等于其转置,用符号表示为 invert(R) = transpose(R).

三、从旋转矩阵中抽取出旋转轴u和旋转角度θ

给定一个3 x 3的旋转矩阵M,用m(i,j)表示其第i行,第j列的元素。

        矩阵M对角线上的三个元素之和为

m(0,0) + m(1, 1) + m(2, 2) = 1 + 2c (因为u.x^2 + u.y^2 + u.z^2 = 1),  c = cosθ,

cosθ = (m(0,0) + m(1, 1) + m(2, 2) - )/ 2

      θ = arccos((m(0,0) + m(1, 1) + m(2, 2) - )/ 2)        计算出了角度

      s = sinθ

      u.x = (m(3,2) - m(2, 3))/2s,

      u.y = (m(1,3) - m(3, 1))/2s,

      u.z = (m(2, 1) - m(1,2))/2s.


       

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